黄金伟　刘宏伟　周显军　罗　亮

摘 要:设计一种研究数字控制(尤其是各种数字插补算法及其性能和状态的研究)的专用数字图示仪,其适用于数控人才培养。该图示仪能对控制芯片发出的各类脉冲和电平信号实时捕获,并进行分析,通过图形的形式形象地将插补算法,脉冲信号以及运动轨迹之间的关系以一组按比例缩放的脉冲序列和一个坐标图的形式显示出来。它具有结构简单,价格低廉,功能实用等特点。

关键词:ARM;数控;数字图示;脉冲插补;运动轨迹

中图分类号:TP391文献标识码:B

文章编号:1004-373X(2009)10-055-03

Design of ARM-based Graphic Instrument for Numerical Control Algorithm

HUANG Jinwei,LIU Hongwei,ZHOU Xianjun,LUO Liang

(Southwest University of Science and Technology,Mianyang,621010,China)

Abstract:A graphic instrument is designed for the digital control study especially the various digital interpolation algorithms and its performance and the status.This graphic instrument can capture the pulse-level signals of the control chip in real-time,then the signal and relationship among interpolation algorithm,pulse and trajectory thought of a group of pulse sequence zoomed by proportion and a coordinates map are analysed.It has advantages of simple structure,practical function and low price.

Keywords:ARM;numerical control;digital images show;pulse interpolation;movement trajectory

0 引 言

在数字控制的研究中经常需要检测多轴驱动器输出脉冲,以了解算法、插补脉冲、运动轨迹

及其三者之间的关系。采用普通示波器虽然可以查看脉冲,但由于多数示波器是基于两轴设计的,对三轴和多轴的情况进行观察时操作很不方便,并且不能反映出脉冲和运动轨迹之间的关系。此外,在数控人才培训的过程中,初学者通过轨迹仿真这一过程来理解和分析整个机床各机构的工作原理具有一定的困难,要再进一步分析插补脉冲和机床运动之间的关系难度更大。

在此设计了一种基于ARM嵌入式处理器的专用数字图示仪,能帮助仅具有基本操作知识的使用者,直观清楚地了解插补过程中各轴脉冲的关系和对应算法下刀具运动的轨迹。

1 系统硬件设计

系统以采用NXP公司的ARM7 LPC2136高速处理器作为核心处理硬件,该处理器体积少,功耗低,价格便宜,性能较高,I/O资源丰富,运算速度满足系统需求。……