基于FPGA實現(xiàn)的多軸數(shù)控雕銑機系統(tǒng)
眾所周知電機有起動頻率和運行頻率兩個參數(shù),要使步進電機能夠正常起動又能夠達到設(shè)計要求的運行速度,以提高加工效率,就要有電機加速、恒速、減速的過程。傳統(tǒng)的利用單片機來控制步進電機,由于單片機資源有限,通常選用查表法。查表法就是將相鄰脈沖之間的時間間隔放入一張表中,每發(fā)一個脈沖就依次從表中取出相應的延時數(shù)據(jù),從而使步進電機實現(xiàn)變速。查表法控制簡單,但控制不夠靈活,在最大速度或者加速度改變以后都要修改延時數(shù)據(jù)表,工作量很大。
在數(shù)控雕銑機系統(tǒng)中,還常常涉及到平面上兩軸(x,y)連動和空間的三軸(x,y,z)連動的問題,傳統(tǒng)的做法大多是找到三軸中的長軸,對長軸進行調(diào)速,然后用數(shù)字積分法(DDA)完成空間直線的插補,以實現(xiàn)多軸連動。直線插補法在該領(lǐng)域應用廣泛,為了方便起見,在很多雕刻文件中各種圓弧或弧線都用很短的一段直線來擬和,但是用傳統(tǒng)的單片機來完成雕刻直線擬和的圓弧或弧線時,在編程中涉及到長短軸的頻繁切換,較難實現(xiàn)三軸連動的整體速度控制,以至于在雕刻過程中存在運動不流暢,加工效率不高,噪聲大等問題。
而基于FPGA來完成的空間直線插補的速度控制算法,可以任意的改變初速度、加速度和最大速度,并且很容易的控制三軸連動時的整體速度,在圓弧或弧線加工、字體溝邊時,雕刻動作連續(xù),提高了加工效率,降低了噪聲。
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