[发明专利]一种三坐标测量机的运动控制系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种三坐标测量机，具体涉及一种三坐标测量机的运动控制系统及其控制方法。

背景技术

运动控制器是通过对以电机驱动的目标装置或设备(如：三坐标测量机)进行协调控制，使其按照预期的作业轨迹进行运动的控制装置。它是电子、机械制造业的核心技术装备。从与主控计算机的数据通信方式来分，目前运动控制器主要分为两类：一是基于计算机标准并行总线(如PCI、ISA总线)的运动控制器，二是基于计算机标准串行总线(如USB、RS-232、Ethernet等)的运动控制器。前者通常做成运动控制卡，通过“金手指”(即内存条的金黄色导电触片，电脑硬件，如：内存条上与内存插槽之间、显卡与显卡插槽等)与主控计算机的主板扩展槽物理连接，并与主控计算机共电源。后者通常做成独立控制器，通过“串行通信电缆”与主控计算机连接，由于它在结构上与主控计算机完全脱离，所以又称独立式运动控制器。实践表明，基于并行总线的运动控制器存在以下不足：(1)运动控制卡不能脱离主控计算机的主板，易受电磁辐射干扰；(2)运动控制卡与主控计算机共电源，易产生电源耦合，特别是影响模拟控制(DAC)输出的控制精度；(3)运动控制卡通过“金手指”与主控计算机并行总线作机械接触连接，易产生接触不良，使控制系统不稳定；(4)运动控制卡(或主控计算机)与伺服驱动器之间需要相对较长的电缆连接，易受环境影响，并存在丢失脉冲，各轴运动定位不准确的现象。上述不足已引起世界各大运动控制器厂商的广泛关注。

控制三坐标测量机的运动控制器通常是采用并行总线的运动控制卡，并采用开环方式进行运动控制，这种方式只是从PC机到运动控制卡的单向传输，并不能将三坐标测量机的信息反馈给运动控制卡，再到主控计算机，从而主控计算机就不能通过控制该运动控制卡来调整三坐标测量机的位置，就容易存在丢失脉冲、三坐标测量机各轴运动定位不准确的现象。

而基于计算机标准串行总线的运动控制器，USB总线因其具有着即插即用、支持热插拔、性价比高、可扩展多达127个被控设备等诸多ISA和PCI总线所不及的优点而得以迅速发展。

二十世纪九十年代以来，数控系统进入了基于PC的第六代数控技术阶段，特别是“PC+运动控制器”的开放式数控技术已成为当今主要方向。而基于计算机标准总线的开放式运动控制器仍然是市场发展的主流。因此，研制一种基于计算机标准总线的开放式运动控制器是很有必要的。

中国发明专利申请CN106444535A公开了一种运动控制器及控制方法,具体地，涉及一种运动控制器及控制方法，包括运动控制器本体、1-8个扩展模块和扩展连线，所述的扩展连线包括数据读写连线、数据传递连线和使能连线，数据读写连线一方面连接至运动控制器本体，另一方面分别连接至各个扩展模块；数据传递连线包括数据0-数据7传递连线，数据传递连线为双向信号线，一方面连接至运动控制器本体，另一方面分别连接至各个扩展模块；使能连线用于串联运动控制器本体和各个扩展模块。该发明是采用基于计算机标准并行总线的运动控制器，由于运动控制器本身所带得资源有限，使外接模块与运动控制器匹配性不好、价格昂贵、系统复杂不稳定等问题。同时，在很多的应用场合还需要借助一些额外的模块才能完成系统的应用。

中国实用新型专利申请CN201955650U公开了一种三坐标运动控制器，涉及单片机及电子技术应用领域，特别是一种简易定位控制的三坐标运动控制器。包括控制盒、电路板、人机操作界面、手摇脉冲发生器MPG和控制电路，人机操作界面具有LED显示屏和控制按键，人机操作界面和手摇脉冲发生器MPG设置在控制盒上，电路板安装在控制盒内，控制电路装配在电路板上，控制电路包括单片机、输入信号电路部分、输出信号电路部分、手摇脉冲发生器MPG控制电路部分、LED显示及按键电路部分和串行通讯接口电路部分，各部分均为独立的功能模块，单片机电路与其它各部分功能电路模块之间通过系统总线相连。该实用新型是采用基于计算机标准并行总线的运动控制器，只能实现极少数的运动控制功能，在自行运动功能中缺乏圆弧插补的定位，无法达到运动轨迹控制准确要求。