多軸插補裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及涉及數控技術領域，尤其是涉及一種多軸加工裝置。
【背景技術】
[0002]工業機器人實時插補是工業機器人運動核心技術之一，工業機器人的位置控制，通常采用示教再現的方法，即讓機器人記住之前示教過的位置點，然后再重復這些位置點，因此，示教的位置點數越多，機器人運動越精確，但效率越低。為了解決這一問題，引入了工業機器人實時插補方法。
[0003]工業機器人實時插補方法包括空間直線插補、平面圓弧插補、空間圓弧插補，其方法的優劣直接影響工業機器人執行精度和效率，并且對工業機器人運動軌跡規劃有很大的影響。工業機器人通常需要多軸、多關節聯動，而多軸、多關節聯動算法涉及到多坐標軸系統，屬于高科技范疇，算法非常復雜，并且國外對我國技術上是封鎖的，目前國內對于如何建立多坐標軸系統研宄不多，由于算法復雜，難以應用到實際的工業機器人開發中，并且算法執行效率低、精度差，因此，如何找到一種既簡單又高效的多坐標軸插補實現方法，成為了很重要的科研命題。
[0004]當前，運動控制領域，插補運算是一種常用的運算，一般采用逐點比較法或數字積分法，通常FPGA或專用運動控制來實現，價格高，實現3軸以上的插補較為困難，隨著微電子技術的發展，ARM, DSP器件的主頻越來越高，價格越來越低，分時插補的時間周期會越來越小，低成本，高性能的插補運算方案成為可能。
[0005]主流中端數控系統中，運動控制核心架構一般采用MCU加協處理器方案實現，主控MCU —般為DSP、ARM等，其實現人機界面、加工代碼處理、通信等功能。協處理器一般為ASIC或FPGA，其實現精插補和1功能。協處理器的性能直接影響數控系統加工的速度和質量，是數控系統的關鍵部件。協處理器為ASIC的方案較早成熟并投入市場，得到了較為廣泛的應用。
【實用新型內容】
[0006]為了克服現有技術的不足，本實用新型提出一種多軸插補裝置，其目的是實現快速、低成本、高效率的多軸插補。
[0007]為了解決上述的技術問題，本實用新型提出的基本技術方案為:一種多軸插補裝置，包括基于ARM或者DSP的微處理器和脈沖發生器；所述微處理器連接脈沖發生器，脈沖發生器連接若干個并聯的脈沖輸出電路；所述脈沖輸出電路包括一計數器和一或門電路，所述計數器的一端連接脈沖發生器的一輸出端，計數器的另一端連接至或門電路，并且該或門電路的另一輸入端連接至脈沖發生器的另一輸出端；所述或門電路的輸出端連接至伺服控制端。
[0008]進一步的，本實用新型所述的多軸插補裝置中，還包括插補計算模塊，該插補計算模塊接收外界的信號。
[0009]進一步的，本實用新型所述的多軸插補裝置中，脈沖發生器包括四個并聯的脈沖輸出電路。
[0010]進一步的，本實用新型所述的多軸插補裝置中，脈沖信號的插補周期為125 μ S。
[0011]進一步的，本實用新型所述的多軸插補裝置中，脈沖發生器包括八個并聯的脈沖輸出電路。
[0012]進一步的，本實用新型所述的多軸插補裝置中，脈沖信號的插補周期為250 μ S。
[0013]進一步的，本實用新型所述的多軸插補裝置中，還包括加減速處理模塊，該加減速處理模塊連接微處理器。
[0014]本實用新型的有益效果是:
[0015]本實用新型的多軸插補裝置是基于ARM或者DSP實現插補計算，提高了插補計算的速度，同時減少插補時間周期，提高了效率，降低了成本。本實用新型可以實現4軸和8軸的精密控制，并且本實用新型的4軸插補周期可以縮短到125 μ s或者8軸插補周期縮短到 250 μ S0
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型所述的多軸插補裝置的結構原理示意圖。
【具體實施方式】
[0017]以下將結合附圖1對本實用新型做進一步的說明，但不應以此來限制本實用新型的保護范圍。
[0018]對照附圖1:
[0019]本實施例以四軸控制為例:
[0020]一種多軸插補裝置，包括基于ARM或者DSP的微處理器10和脈沖發生器20 ;所述微處理器10連接脈沖發生器20，脈沖發生器20連接若四個并聯的脈沖輸出電路；所述脈沖輸出電路包括一計數器30和一或門電路40，所述計數器30的一端連接脈沖發生器20的一輸出端，計數器30的另一端連接至或門電路40，并且該或門電路40的另一輸入端連接至脈沖發生器20的另一輸出端；所述或門電路40的輸出端連接至伺服控制端01。
[0021]具體的，該多軸插補裝置還包括一個加減速處理模塊50，該加減速處理模塊連接微處理器10。
[0022]ARM具有體積小、低功率、低成本、高性能的優點，其支持16位或者32位雙指令集，能夠很好的兼容8位/16位器件，指令執行速度非常快，效率非常高，并且其能大量使用寄存器，通過寄存器實現大數據處理。
[0023]本實用新型包括插補軟件，以以ARM框架為核心的微處理器為例說明。其根據輸入微處理器的編碼生成軌跡輪廓數據，這些軌跡輪廓數據經過該微處理器轉化成多軸直線插補控制指令或者多軸螺旋插補控制指令；這些控制指令將被傳輸到脈沖發生器內，該脈沖發生器20根據多軸直線插補控制指令和多軸螺旋插補控制指令發出脈沖；該脈沖信號的插補周期為125 μ so脈沖信號和計數器30相匹配，根據設定的程序，脈沖信號和計數器進行0、I疊加，最終將信號輸出給或門電路40，由或門電路40決定是否輸出脈沖信號給伺服電機。
[0024]具體的，在實現插補處理之前要進行加減速處理，首先求得減速點。所謂減速點為在勻速運動階段轉入減速階段或者由加速階段轉入減速運動階段的位置。所述的加減速處理模塊50在求解減速點的時候根據當前位置的速度、加減速運動規律和最高速度進行計算得到減速區，然后根據減速規律計算得到減速區長度，并根據是否進入減速區來判斷是否進入減速區，最終確定減速點。若當前位置的速度大于減速點的速度則做減速處理并以此求解下一段坐標位置；若當前位置的速度大于設定最高速度則做勻速處理。通過減速點的求解能夠極大的提高加工精度。
[0025]根據上述說明書的揭示和教導，本實用新型所屬領域的技術人員還可以對上述實施方式進行變更和修改。因此，本實用新型并不局限于上面揭示和描述的【具體實施方式】，對本實用新型的一些修改和變更也應當落入本實用新型的權利要求的保護范圍內。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，并不對本實用新型構成任何限制。
【主權項】
1.一種多軸插補裝置，其特征在于:包括基于ARM或者DSP的微處理器和脈沖發生器；所述微處理器連接脈沖發生器，脈沖發生器連接若干個并聯的脈沖輸出電路；所述脈沖輸出電路包括一計數器和一或門電路，所述計數器的一端連接脈沖發生器的一輸出端，計數器的另一端連接至或門電路，并且該或門電路的另一輸入端連接至脈沖發生器的另一輸出端；所述或門電路的輸出端連接至伺服控制端。2.如權利要求1所述的多軸插補裝置，其特征在于:還包括插補計算模塊，該插補計算模塊接收外界的信號。3.如權利要求1所述的多軸插補裝置，其特征在于:脈沖發生器包括四個并聯的脈沖輸出電路。4.如權利要求3所述的多軸插補裝置，其特征在于:脈沖信號的插補周期為125μ so5.如權利要求1所述的多軸插補裝置，其特征在于:脈沖發生器包括八個并聯的脈沖輸出電路。6.如權利要求3所述的多軸插補裝置，其特征在于:脈沖信號的插補周期為250μ so7.如權利要求1至6之一所述的多軸插補裝置，其特征在于:還包括加減速處理模塊，該加減速處理模塊連接微處理器。
【專利摘要】本實用新型公開了一種多軸插補裝置，屬于數控技術領域。其包括基于ARM或者DSP的微處理器和脈沖發生器；所述微處理器連接脈沖發生器，脈沖發生器連接若干個并聯的脈沖輸出電路；所述脈沖輸出電路包括一計數器和一或門電路，所述計數器的一端連接脈沖發生器的一輸出端，計數器的另一端連接至或門電路，并且該或門電路的另一輸入端連接至脈沖發生器的另一輸出端；所述或門電路的輸出端連接至伺服控制端。本技術能夠實現快速、低成本、高效率的多軸插補。
【IPC分類】G05B19/41
【公開號】CN204650243
【申請號】CN201520212965
【發明人】姜正濤, 田博, 何新權, 聶興, 黃健洪
【申請人】深圳市明速自動化設備有限公司
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年4月10日