多轴插补装置的制造方法
多轴插补装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及涉及数控技术领域，尤其是涉及一种多轴加工装置。
【背景技术】
[0002]工业机器人实时插补是工业机器人运动核心技术之一，工业机器人的位置控制，通常采用示教再现的方法，即让机器人记住之前示教过的位置点，然后再重复这些位置点，因此，示教的位置点数越多，机器人运动越精确，但效率越低。为了解决这一问题，引入了工业机器人实时插补方法。
[0003]工业机器人实时插补方法包括空间直线插补、平面圆弧插补、空间圆弧插补，其方法的优劣直接影响工业机器人执行精度和效率，并且对工业机器人运动轨迹规划有很大的影响。工业机器人通常需要多轴、多关节联动，而多轴、多关节联动算法涉及到多坐标轴系统，属于高科技范畴，算法非常复杂，并且国外对我国技术上是封锁的，目前国内对于如何建立多坐标轴系统研宄不多，由于算法复杂，难以应用到实际的工业机器人开发中，并且算法执行效率低、精度差，因此，如何找到一种既简单又高效的多坐标轴插补实现方法，成为了很重要的科研命题。
[0004]当前，运动控制领域，插补运算是一种常用的运算，一般采用逐点比较法或数字积分法，通常FPGA或专用运动控制来实现，价格高，实现3轴以上的插补较为困难，随着微电子技术的发展，ARM, DSP器件的主频越来越高，价格越来越低，分时插补的时间周期会越来越小，低成本，高性能的插补运算方案成为可能。
[0005]主流中端数控系统中，运动控制核心架构一般采用MCU加协处理器方案实现，主控MCU —般为DSP、ARM等，其实现人机界面、加工代码处理、通信等功能。协处理器一般为ASIC或FPGA，其实现精插补和1功能。协处理器的性能直接影响数控系统加工的速度和质量，是数控系统的关键部件。协处理器为ASIC的方案较早成熟并投入市场，得到了较为广泛的应用。
【实用新型内容】
[0006]为了克服现有技术的不足，本实用新型提出一种多轴插补装置，其目的是实现快速、低成本、高效率的多轴插补。
[0007]为了解决上述的技术问题，本实用新型提出的基本技术方案为:一种多轴插补装置，包括基于ARM或者DSP的微处理器和脉冲发生器；所述微处理器连接脉冲发生器，脉冲发生器连接若干个并联的脉冲输出电路；所述脉冲输出电路包括一计数器和一或门电路，所述计数器的一端连接脉冲发生器的一输出端，计数器的另一端连接至或门电路，并且该或门电路的另一输入端连接至脉冲发生器的另一输出端；所述或门电路的输出端连接至伺服控制端。
[0008]进一步的，本实用新型所述的多轴插补装置中，还包括插补计算模块，该插补计算模块接收外界的信号。
[0009]进一步的，本实用新型所述的多轴插补装置中，脉冲发生器包括四个并联的脉冲输出电路。
[0010]进一步的，本实用新型所述的多轴插补装置中，脉冲信号的插补周期为125 μ S。
[0011]进一步的，本实用新型所述的多轴插补装置中，脉冲发生器包括八个并联的脉冲输出电路。
[0012]进一步的，本实用新型所述的多轴插补装置中，脉冲信号的插补周期为250 μ S。
[0013]进一步的，本实用新型所述的多轴插补装置中，还包括加减速处理模块，该加减速处理模块连接微处理器。
[0014]本实用新型的有益效果是:
[0015]本实用新型的多轴插补装置是基于ARM或者DSP实现插补计算，提高了插补计算的速度，同时减少插补时间周期，提高了效率，降低了成本。本实用新型可以实现4轴和8轴的精密控制，并且本实用新型的4轴插补周期可以缩短到125 μ s或者8轴插补周期缩短到 250 μ S0
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型所述的多轴插补装置的结构原理示意图。
【具体实施方式】
[0017]以下将结合附图1对本实用新型做进一步的说明，但不应以此来限制本实用新型的保护范围。
[0018]对照附图1:
[0019]本实施例以四轴控制为例:
[0020]一种多轴插补装置，包括基于ARM或者DSP的微处理器10和脉冲发生器20 ;所述微处理器10连接脉冲发生器20，脉冲发生器20连接若四个并联的脉冲输出电路；所述脉冲输出电路包括一计数器30和一或门电路40，所述计数器30的一端连接脉冲发生器20的一输出端，计数器30的另一端连接至或门电路40，并且该或门电路40的另一输入端连接至脉冲发生器20的另一输出端；所述或门电路40的输出端连接至伺服控制端01。
[0021]具体的，该多轴插补装置还包括一个加减速处理模块50，该加减速处理模块连接微处理器10。
[0022]ARM具有体积小、低功率、低成本、高性能的优点，其支持16位或者32位双指令集，能够很好的兼容8位/16位器件，指令执行速度非常快，效率非常高，并且其能大量使用寄存器，通过寄存器实现大数据处理。
[0023]本实用新型包括插补软件，以以ARM框架为核心的微处理器为例说明。其根据输入微处理器的编码生成轨迹轮廓数据，这些轨迹轮廓数据经过该微处理器转化成多轴直线插补控制指令或者多轴螺旋插补控制指令；这些控制指令将被传输到脉冲发生器内，该脉冲发生器20根据多轴直线插补控制指令和多轴螺旋插补控制指令发出脉冲；该脉冲信号的插补周期为125 μ so脉冲信号和计数器30相匹配，根据设定的程序，脉冲信号和计数器进行0、I叠加，最终将信号输出给或门电路40，由或门电路40决定是否输出脉冲信号给伺服电机。
[0024]具体的，在实现插补处理之前要进行加减速处理，首先求得减速点。所谓减速点为在匀速运动阶段转入减速阶段或者由加速阶段转入减速运动阶段的位置。所述的加减速处理模块50在求解减速点的时候根据当前位置的速度、加减速运动规律和最高速度进行计算得到减速区，然后根据减速规律计算得到减速区长度，并根据是否进入减速区来判断是否进入减速区，最终确定减速点。若当前位置的速度大于减速点的速度则做减速处理并以此求解下一段坐标位置；若当前位置的速度大于设定最高速度则做匀速处理。通过减速点的求解能够极大的提高加工精度。
[0025]根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的【具体实施方式】，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。
【主权项】
1.一种多轴插补装置，其特征在于:包括基于ARM或者DSP的微处理器和脉冲发生器；所述微处理器连接脉冲发生器，脉冲发生器连接若干个并联的脉冲输出电路；所述脉冲输出电路包括一计数器和一或门电路，所述计数器的一端连接脉冲发生器的一输出端，计数器的另一端连接至或门电路，并且该或门电路的另一输入端连接至脉冲发生器的另一输出端；所述或门电路的输出端连接至伺服控制端。2.如权利要求1所述的多轴插补装置，其特征在于:还包括插补计算模块，该插补计算模块接收外界的信号。3.如权利要求1所述的多轴插补装置，其特征在于:脉冲发生器包括四个并联的脉冲输出电路。4.如权利要求3所述的多轴插补装置，其特征在于:脉冲信号的插补周期为125μ so5.如权利要求1所述的多轴插补装置，其特征在于:脉冲发生器包括八个并联的脉冲输出电路。6.如权利要求3所述的多轴插补装置，其特征在于:脉冲信号的插补周期为250μ so7.如权利要求1至6之一所述的多轴插补装置，其特征在于:还包括加减速处理模块，该加减速处理模块连接微处理器。
【专利摘要】本实用新型公开了一种多轴插补装置，属于数控技术领域。其包括基于ARM或者DSP的微处理器和脉冲发生器；所述微处理器连接脉冲发生器，脉冲发生器连接若干个并联的脉冲输出电路；所述脉冲输出电路包括一计数器和一或门电路，所述计数器的一端连接脉冲发生器的一输出端，计数器的另一端连接至或门电路，并且该或门电路的另一输入端连接至脉冲发生器的另一输出端；所述或门电路的输出端连接至伺服控制端。本技术能够实现快速、低成本、高效率的多轴插补。
【IPC分类】G05B19/41
【公开号】CN204650243
【申请号】CN201520212965
【发明人】姜正涛, 田博, 何新权, 聂兴, 黄健洪
【申请人】深圳市明速自动化设备有限公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年4月10日
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及涉及数控技术领域，尤其是涉及一种多轴加工装置。
【背景技术】
[0002]工业机器人实时插补是工业机器人运动核心技术之一，工业机器人的位置控制，通常采用示教再现的方法，即让机器人记住之前示教过的位置点，然后再重复这些位置点，因此，示教的位置点数越多，机器人运动越精确，但效率越低。为了解决这一问题，引入了工业机器人实时插补方法。
[0003]工业机器人实时插补方法包括空间直线插补、平面圆弧插补、空间圆弧插补，其方法的优劣直接影响工业机器人执行精度和效率，并且对工业机器人运动轨迹规划有很大的影响。工业机器人通常需要多轴、多关节联动，而多轴、多关节联动算法涉及到多坐标轴系统，属于高科技范畴，算法非常复杂，并且国外对我国技术上是封锁的，目前国内对于如何建立多坐标轴系统研宄不多，由于算法复杂，难以应用到实际的工业机器人开发中，并且算法执行效率低、精度差，因此，如何找到一种既简单又高效的多坐标轴插补实现方法，成为了很重要的科研命题。
[0004]当前，运动控制领域，插补运算是一种常用的运算，一般采用逐点比较法或数字积分法，通常FPGA或专用运动控制来实现，价格高，实现3轴以上的插补较为困难，随着微电子技术的发展，ARM, DSP器件的主频越来越高，价格越来越低，分时插补的时间周期会越来越小，低成本，高性能的插补运算方案成为可能。
[0005]主流中端数控系统中，运动控制核心架构一般采用MCU加协处理器方案实现，主控MCU —般为DSP、ARM等，其实现人机界面、加工代码处理、通信等功能。协处理器一般为ASIC或FPGA，其实现精插补和1功能。协处理器的性能直接影响数控系统加工的速度和质量，是数控系统的关键部件。协处理器为ASIC的方案较早成熟并投入市场，得到了较为广泛的应用。
【实用新型内容】
[0006]为了克服现有技术的不足，本实用新型提出一种多轴插补装置，其目的是实现快速、低成本、高效率的多轴插补。
[0007]为了解决上述的技术问题，本实用新型提出的基本技术方案为:一种多轴插补装置，包括基于ARM或者DSP的微处理器和脉冲发生器；所述微处理器连接脉冲发生器，脉冲发生器连接若干个并联的脉冲输出电路；所述脉冲输出电路包括一计数器和一或门电路，所述计数器的一端连接脉冲发生器的一输出端，计数器的另一端连接至或门电路，并且该或门电路的另一输入端连接至脉冲发生器的另一输出端；所述或门电路的输出端连接至伺服控制端。
[0008]进一步的，本实用新型所述的多轴插补装置中，还包括插补计算模块，该插补计算模块接收外界的信号。
[0009]进一步的，本实用新型所述的多轴插补装置中，脉冲发生器包括四个并联的脉冲输出电路。
[0010]进一步的，本实用新型所述的多轴插补装置中，脉冲信号的插补周期为125 μ S。
[0011]进一步的，本实用新型所述的多轴插补装置中，脉冲发生器包括八个并联的脉冲输出电路。
[0012]进一步的，本实用新型所述的多轴插补装置中，脉冲信号的插补周期为250 μ S。
[0013]进一步的，本实用新型所述的多轴插补装置中，还包括加减速处理模块，该加减速处理模块连接微处理器。
[0014]本实用新型的有益效果是:
[0015]本实用新型的多轴插补装置是基于ARM或者DSP实现插补计算，提高了插补计算的速度，同时减少插补时间周期，提高了效率，降低了成本。本实用新型可以实现4轴和8轴的精密控制，并且本实用新型的4轴插补周期可以缩短到125 μ s或者8轴插补周期缩短到 250 μ S0
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型所述的多轴插补装置的结构原理示意图。
【具体实施方式】
[0017]以下将结合附图1对本实用新型做进一步的说明，但不应以此来限制本实用新型的保护范围。
[0018]对照附图1:
[0019]本实施例以四轴控制为例:
[0020]一种多轴插补装置，包括基于ARM或者DSP的微处理器10和脉冲发生器20 ;所述微处理器10连接脉冲发生器20，脉冲发生器20连接若四个并联的脉冲输出电路；所述脉冲输出电路包括一计数器30和一或门电路40，所述计数器30的一端连接脉冲发生器20的一输出端，计数器30的另一端连接至或门电路40，并且该或门电路40的另一输入端连接至脉冲发生器20的另一输出端；所述或门电路40的输出端连接至伺服控制端01。
[0021]具体的，该多轴插补装置还包括一个加减速处理模块50，该加减速处理模块连接微处理器10。
[0022]ARM具有体积小、低功率、低成本、高性能的优点，其支持16位或者32位双指令集，能够很好的兼容8位/16位器件，指令执行速度非常快，效率非常高，并且其能大量使用寄存器，通过寄存器实现大数据处理。
[0023]本实用新型包括插补软件，以以ARM框架为核心的微处理器为例说明。其根据输入微处理器的编码生成轨迹轮廓数据，这些轨迹轮廓数据经过该微处理器转化成多轴直线插补控制指令或者多轴螺旋插补控制指令；这些控制指令将被传输到脉冲发生器内，该脉冲发生器20根据多轴直线插补控制指令和多轴螺旋插补控制指令发出脉冲；该脉冲信号的插补周期为125 μ so脉冲信号和计数器30相匹配，根据设定的程序，脉冲信号和计数器进行0、I叠加，最终将信号输出给或门电路40，由或门电路40决定是否输出脉冲信号给伺服电机。
[0024]具体的，在实现插补处理之前要进行加减速处理，首先求得减速点。所谓减速点为在匀速运动阶段转入减速阶段或者由加速阶段转入减速运动阶段的位置。所述的加减速处理模块50在求解减速点的时候根据当前位置的速度、加减速运动规律和最高速度进行计算得到减速区，然后根据减速规律计算得到减速区长度，并根据是否进入减速区来判断是否进入减速区，最终确定减速点。若当前位置的速度大于减速点的速度则做减速处理并以此求解下一段坐标位置；若当前位置的速度大于设定最高速度则做匀速处理。通过减速点的求解能够极大的提高加工精度。
[0025]根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的【具体实施方式】，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。
【主权项】
1.一种多轴插补装置，其特征在于:包括基于ARM或者DSP的微处理器和脉冲发生器；所述微处理器连接脉冲发生器，脉冲发生器连接若干个并联的脉冲输出电路；所述脉冲输出电路包括一计数器和一或门电路，所述计数器的一端连接脉冲发生器的一输出端，计数器的另一端连接至或门电路，并且该或门电路的另一输入端连接至脉冲发生器的另一输出端；所述或门电路的输出端连接至伺服控制端。2.如权利要求1所述的多轴插补装置，其特征在于:还包括插补计算模块，该插补计算模块接收外界的信号。3.如权利要求1所述的多轴插补装置，其特征在于:脉冲发生器包括四个并联的脉冲输出电路。4.如权利要求3所述的多轴插补装置，其特征在于:脉冲信号的插补周期为125μ so5.如权利要求1所述的多轴插补装置，其特征在于:脉冲发生器包括八个并联的脉冲输出电路。6.如权利要求3所述的多轴插补装置，其特征在于:脉冲信号的插补周期为250μ so7.如权利要求1至6之一所述的多轴插补装置，其特征在于:还包括加减速处理模块，该加减速处理模块连接微处理器。
【专利摘要】本实用新型公开了一种多轴插补装置，属于数控技术领域。其包括基于ARM或者DSP的微处理器和脉冲发生器；所述微处理器连接脉冲发生器，脉冲发生器连接若干个并联的脉冲输出电路；所述脉冲输出电路包括一计数器和一或门电路，所述计数器的一端连接脉冲发生器的一输出端，计数器的另一端连接至或门电路，并且该或门电路的另一输入端连接至脉冲发生器的另一输出端；所述或门电路的输出端连接至伺服控制端。本技术能够实现快速、低成本、高效率的多轴插补。
【IPC分类】G05B19/41
【公开号】CN204650243
【申请号】CN201520212965
【发明人】姜正涛, 田博, 何新权, 聂兴, 黄健洪
【申请人】深圳市明速自动化设备有限公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年4月10日
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