本發(fā)明涉及一種數(shù)控設(shè)備,特別涉及一種應(yīng)用在船廠的多自由度數(shù)控開(kāi)孔機(jī)。
背景技術(shù):
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展,傳統(tǒng)的制造業(yè)發(fā)生了根本性的變革,各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家投入巨資,對(duì)現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)行研究開(kāi)發(fā),提出了全新的制造模式。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中,數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù),具有高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn),對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。由于數(shù)控技術(shù)是關(guān)系到國(guó)家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國(guó)家綜合國(guó)力水平的重要基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè),其水平高低是衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)現(xiàn)代化程度的核心標(biāo)志。因此,實(shí)現(xiàn)加工機(jī)床及生產(chǎn)過(guò)程數(shù)控化,已經(jīng)成為當(dāng)今制造業(yè)的發(fā)展方向。機(jī)械制造的競(jìng)爭(zhēng),其實(shí)只是數(shù)控的競(jìng)爭(zhēng)。
在渤海船廠和南京化工機(jī)械廠的生產(chǎn)過(guò)程中,潛艇殼體上開(kāi)孔和壓力容器上開(kāi)孔一直是難點(diǎn)問(wèn)題。和其他船舶建造相同,船上的水管、氣管、電纜都是通過(guò)管道鋪設(shè)的,因此在很多地方都需要開(kāi)大小不同,方向各異的圓孔、方孔或者其他不規(guī)則孔。由于潛艇建造的特殊性,為了不影響潛艇的下潛深度,對(duì)切割、焊接的精度要求比較高,人工手動(dòng)切割滿(mǎn)足不了技術(shù)需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供一種能夠在人工達(dá)不到的區(qū)域進(jìn)行準(zhǔn)確切割焊接的嵌入式數(shù)控切割機(jī)。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
多自由度數(shù)控開(kāi)孔切割機(jī),其特征是:硬件平臺(tái)包含如下組成部分:dsp控制器部分,參數(shù)輸入部分,實(shí)時(shí)顯示部分,全數(shù)字交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制部分;所述dsp控制器部分分別連接參數(shù)輸入部分,實(shí)時(shí)顯示部分,全數(shù)字交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制部分;所述dsp控制器部分采用tms320lf2407芯片;所述參數(shù)輸入部分為輸入鍵盤(pán),所述實(shí)時(shí)顯示部分為液晶顯示器,所述全數(shù)字交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制部分為交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。
所述輸入鍵盤(pán)采用行列式非編碼鍵盤(pán)。
本發(fā)明的硬件平臺(tái)包含如下組成部分:dsp控制器部分,參數(shù)輸入部分,實(shí)時(shí)顯示部分,全數(shù)字交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制部分。本系統(tǒng)硬件平臺(tái)使用的控制器是ti生產(chǎn)的專(zhuān)門(mén)用于控制領(lǐng)域的dsp(tms320lf2407);參數(shù)輸入部分由非編碼行列式鍵盤(pán)完成;實(shí)時(shí)顯示部分是利用mgls—12232液晶模塊實(shí)現(xiàn)的;全數(shù)字交流伺服電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器用的是松下的minas系列。
本發(fā)明的鍵盤(pán)是行列式非編碼鍵盤(pán),對(duì)行列式鍵盤(pán)進(jìn)行掃描的工作原理如下:首先判斷鍵盤(pán)中有無(wú)鍵按下,由dsp芯片的i/o口向鍵盤(pán)送(輸出)全掃描字,然后讀入(輸入)行線狀態(tài)來(lái)判斷。方法是:向列線輸出掃描字0h,把全部列線置為低電平,然后將行線的電平狀態(tài)讀入。如果有按鍵按下,總會(huì)有一根行線電平被拉至低電平,從而使行輸入不全為1。判斷鍵盤(pán)中哪一個(gè)鍵被按下是通過(guò)將列線逐列置低電平后,檢查行輸入狀態(tài)實(shí)現(xiàn)的。方法是:依次給列線送低電平,然后查所有行線狀態(tài),如果全為1,則所按下的鍵不在此列;如果不全為1,則所按下的鍵必在此列,而且是在與零電平行線相交的交點(diǎn)上的那個(gè)鍵。為了提高cpu的效率,本系統(tǒng)采用中斷掃描方式,即只有在鍵盤(pán)有鍵按下時(shí)才產(chǎn)生中斷申請(qǐng),cpu響應(yīng)中斷,進(jìn)入中斷服務(wù)程序進(jìn)行鍵盤(pán)掃描,并作相應(yīng)處理。本系統(tǒng)的鍵盤(pán)是4*4行列式鍵盤(pán)。
本發(fā)明選用的是松下的minas系列的交流伺服電機(jī),其由tms320lf2407產(chǎn)生的位移脈沖和方向脈沖,這兩種脈沖通過(guò)一個(gè)小電路(見(jiàn)附錄中的電路圖)輸入到全數(shù)字交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的puls1、puls2、sign1和sign2端口,puls1和puls2端口通過(guò)一個(gè)電阻和發(fā)光二極管形成回路存在于驅(qū)動(dòng)器的內(nèi)部中,當(dāng)位移脈沖處于高電平時(shí),回路中的發(fā)光二極管發(fā)亮,發(fā)光二極管的光通過(guò)驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的光電耦合器產(chǎn)生位移信號(hào)使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度。
本發(fā)明的軟件流程是這樣的:系統(tǒng)的初始化主要是對(duì)tms320lf2407的i/o口和事件管理器(ev)進(jìn)行初始化。i/o口的初始化編程是根據(jù)系統(tǒng)中i/o口的應(yīng)用情況對(duì)i/o口復(fù)用控制寄存器(mcrx)和數(shù)據(jù)和方向控制寄存器(pxdatdir)進(jìn)行設(shè)置。因?yàn)楸景l(fā)明采用的鍵盤(pán)是非編碼行列式鍵盤(pán),因而鍵盤(pán)的每一個(gè)鍵的功能可以根據(jù)需要自行定義并通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)?,F(xiàn)對(duì)本系統(tǒng)鍵盤(pán)的16個(gè)鍵定義如下:鍵1到鍵10分別定義為數(shù)字0~9,它們是用來(lái)輸入切割時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡的坐標(biāo)值和速度的給定值;鍵11到鍵13分別定義為坐標(biāo)軸x、y、z,它們是用來(lái)確定輸入的坐標(biāo)值是屬于哪一個(gè)坐標(biāo)軸;鍵14定義為速度鍵speed,它是用來(lái)確定輸入的數(shù)值為給定的速度值;鍵15和鍵16分別定義為開(kāi)始start和結(jié)束stop,它們是用來(lái)控制切割機(jī)的啟動(dòng)和停止。
因?yàn)楸鞠到y(tǒng)采用的鍵盤(pán)是非編碼行列式鍵盤(pán),因而鍵盤(pán)的每一個(gè)鍵的功能可以根據(jù)需要自行定義并通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)?,F(xiàn)對(duì)本系統(tǒng)鍵盤(pán)的16個(gè)鍵定義如下:鍵1到鍵10分別定義為數(shù)字0~9,它們是用來(lái)輸入切割時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡的坐標(biāo)值和速度的給定值;鍵11到鍵13分別定義為坐標(biāo)軸x、y、z,它們是用來(lái)確定輸入的坐標(biāo)值是屬于哪一個(gè)坐標(biāo)軸;鍵14定義為速度鍵speed,它是用來(lái)確定輸入的數(shù)值為給定的速度值;鍵15和鍵16分別定義為開(kāi)始start和結(jié)束stop,它們是用來(lái)控制切割機(jī)的啟動(dòng)和停止。
液晶的初始化順序?yàn)椋宏P(guān)顯示→正常顯示驅(qū)動(dòng)設(shè)置→占空比設(shè)置→復(fù)位→adc選擇→清屏→開(kāi)顯示。初始化完成以后,用戶(hù)就可以按照程序中的方法,通過(guò)調(diào)用模塊化的子程序,在液晶顯示屏的任意位置顯示所需的信息。本發(fā)明顯示的信息為切割軌跡的點(diǎn)坐標(biāo),切割時(shí)顯示的坐標(biāo)值是動(dòng)態(tài)變化的。
有益效果:本發(fā)明能夠在人工達(dá)不到的區(qū)域進(jìn)行準(zhǔn)確切割焊接。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的硬件系統(tǒng)原理框圖。
圖2為本發(fā)明的主程序流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述:
實(shí)施例1
結(jié)合圖1,圖1為本發(fā)明的硬件系統(tǒng)原理框圖。本發(fā)明的硬件平臺(tái)包含如下組成部分:dsp控制器部分,參數(shù)輸入部分,實(shí)時(shí)顯示部分,全數(shù)字交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制部分。本系統(tǒng)硬件平臺(tái)使用的控制器是ti生產(chǎn)的專(zhuān)門(mén)用于控制領(lǐng)域的dsp(tms320lf2407);參數(shù)輸入部分由非編碼行列式鍵盤(pán)完成;實(shí)時(shí)顯示部分是利用mgls—12232液晶模塊實(shí)現(xiàn)的;全數(shù)字交流伺服電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器用的是松下的minas系列。
本發(fā)明的鍵盤(pán)是行列式非編碼鍵盤(pán),對(duì)行列式鍵盤(pán)進(jìn)行掃描的工作原理如下:首先判斷鍵盤(pán)中有無(wú)鍵按下,由dsp芯片的i/o口向鍵盤(pán)送(輸出)全掃描字,然后讀入(輸入)行線狀態(tài)來(lái)判斷。方法是:向列線輸出掃描字0h,把全部列線置為低電平,然后將行線的電平狀態(tài)讀入。如果有按鍵按下,總會(huì)有一根行線電平被拉至低電平,從而使行輸入不全為1。判斷鍵盤(pán)中哪一個(gè)鍵被按下是通過(guò)將列線逐列置低電平后,檢查行輸入狀態(tài)實(shí)現(xiàn)的。方法是:依次給列線送低電平,然后查所有行線狀態(tài),如果全為1,則所按下的鍵不在此列;如果不全為1,則所按下的鍵必在此列,而且是在與零電平行線相交的交點(diǎn)上的那個(gè)鍵。為了提高cpu的效率,本系統(tǒng)采用中斷掃描方式,即只有在鍵盤(pán)有鍵按下時(shí)才產(chǎn)生中斷申請(qǐng),cpu響應(yīng)中斷,進(jìn)入中斷服務(wù)程序進(jìn)行鍵盤(pán)掃描,并作相應(yīng)處理。本系統(tǒng)的鍵盤(pán)是4*4行列式鍵盤(pán)。
本發(fā)明選用的是松下的minas系列的交流伺服電機(jī),其由tms320lf2407產(chǎn)生的位移脈沖和方向脈沖,這兩種脈沖通過(guò)一個(gè)小電路(見(jiàn)附錄中的電路圖)輸入到全數(shù)字交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的puls1、puls2、sign1和sign2端口,puls1和puls2端口通過(guò)一個(gè)電阻和發(fā)光二極管形成回路存在于驅(qū)動(dòng)器的內(nèi)部中,當(dāng)位移脈沖處于高電平時(shí),回路中的發(fā)光二極管發(fā)亮,發(fā)光二極管的光通過(guò)驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的光電耦合器產(chǎn)生位移信號(hào)使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度。
實(shí)施例2
結(jié)合圖2,圖2為本發(fā)明的主程序流程圖。本發(fā)明的軟件流程是這樣的:系統(tǒng)的初始化主要是對(duì)tms320lf2407的i/o口和事件管理器(ev)進(jìn)行初始化。i/o口的初始化編程是根據(jù)系統(tǒng)中i/o口的應(yīng)用情況對(duì)i/o口復(fù)用控制寄存器(mcrx)和數(shù)據(jù)和方向控制寄存器(pxdatdir)進(jìn)行設(shè)置。因?yàn)楸景l(fā)明采用的鍵盤(pán)是非編碼行列式鍵盤(pán),因而鍵盤(pán)的每一個(gè)鍵的功能可以根據(jù)需要自行定義并通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)?,F(xiàn)對(duì)本系統(tǒng)鍵盤(pán)的16個(gè)鍵定義如下:鍵1到鍵10分別定義為數(shù)字0~9,它們是用來(lái)輸入切割時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡的坐標(biāo)值和速度的給定值;鍵11到鍵13分別定義為坐標(biāo)軸x、y、z,它們是用來(lái)確定輸入的坐標(biāo)值是屬于哪一個(gè)坐標(biāo)軸;鍵14定義為速度鍵speed,它是用來(lái)確定輸入的數(shù)值為給定的速度值;鍵15和鍵16分別定義為開(kāi)始start和結(jié)束stop,它們是用來(lái)控制切割機(jī)的啟動(dòng)和停止。
因?yàn)楸鞠到y(tǒng)采用的鍵盤(pán)是非編碼行列式鍵盤(pán),因而鍵盤(pán)的每一個(gè)鍵的功能可以根據(jù)需要自行定義并通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)?,F(xiàn)對(duì)本系統(tǒng)鍵盤(pán)的16個(gè)鍵定義如下:鍵1到鍵10分別定義為數(shù)字0~9,它們是用來(lái)輸入切割時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡的坐標(biāo)值和速度的給定值;鍵11到鍵13分別定義為坐標(biāo)軸x、y、z,它們是用來(lái)確定輸入的坐標(biāo)值是屬于哪一個(gè)坐標(biāo)軸;鍵14定義為速度鍵speed,它是用來(lái)確定輸入的數(shù)值為給定的速度值;鍵15和鍵16分別定義為開(kāi)始start和結(jié)束stop,它們是用來(lái)控制切割機(jī)的啟動(dòng)和停止。
液晶的初始化順序?yàn)椋宏P(guān)顯示→正常顯示驅(qū)動(dòng)設(shè)置→占空比設(shè)置→復(fù)位→adc選擇→清屏→開(kāi)顯示。初始化完成以后,用戶(hù)就可以按照程序中的方法,通過(guò)調(diào)用模塊化的子程序,在液晶顯示屏的任意位置顯示所需的信息。本發(fā)明顯示的信息為切割軌跡的點(diǎn)坐標(biāo),切割時(shí)顯示的坐標(biāo)值是動(dòng)態(tài)變化的。