CN104914793A - 一种曲线轮廓误差测量及补偿的控制系统 - Google Patents

一种曲线轮廓误差测量及补偿的控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种曲线轮廓误差测量及补偿的控制系统，包括数控PC机、曲线轮廓误差测量及补偿的运动控制卡、驱动模块、电机模块及位置检测模块。所述的数控PC机包括具有曲线轮廓误差补偿功能的数控PC机、串口装置、触摸屏及PCI芯片；一端与触摸屏相连实现人机对话，另一端通过PCI芯片通过PCI总线与曲线轮廓误差测量及补偿的运动控制卡相连接，实现曲线轮廓误差的测量及补偿。本发明可以实现曲线轮廓误差的自动测量和补偿，提高了数控系统的插补精度，减少了曲线轮廓误差、降低了成本低，能产生很好的经济和社会效益。

Description

一种曲线轮廓误差测量及补偿的控制系统
技术领域
本发明涉及一种机电一体化的数控插补及轮廓误差控制的领域，更具体的说，涉及一种曲线轮廓误差测量及补偿的控制系统。
背景技术
近年来，随着制造业的迅速发展、多轴联动的高档数控机床以其加工精度高、加工能力适应性强、加工误差小的优势，在精密仪器、航天事业、模具等制造业的加工具领域有非常广泛的应用领域。但以往多轴联动的高档数控机床对曲线加工轮廓误差的测量、补偿及控制存在以下问题：
(1)以往多轴联动的高档数控机床得机床结构受丝杠间隙、导轨磨损等一般会产生机床结构误差；驱动器及控制器受外界的干扰一般会产生轮廓误差，这类机床虽然是多轴联动的高档数控机床却没有相应的误差测量及补偿装置，一般由生产厂家提供用户无法模块式组装或改造；
(2)以往多轴联动的高档数控机床，没有专门处理轮廓误差测量及补偿的芯片及专门烧制的程序，只是利用数控软件程序在一定程度上消除小范围误差，但效果不理想；
(3)往多轴联动的高档数控机床，没有专门轮廓误差仿真器，其轮廓误差的测量精度较低，插补控制精度不高，实用性不强。
发明内容
本发明是为了克服上述不足，给出了一种曲线轮廓误差测量及补偿的控制系统。
本发明进一步限定的技术方案如下：
本发明提供一种曲线轮廓误差测量及补偿的控制系统，包括数控PC机、曲线轮廓误差测量及补偿的运动控制卡、驱动模块、电机模块及位置检测模块。所述的数控PC机包括具有曲线轮廓误差补偿功能的数控PC机、串口装置、触摸屏及PCI芯片；一端与触摸屏相连实现人机对话，另一端通过PCI芯片通过PCI总线与曲线轮廓误差测量及补偿的运动控制卡相连接，实现曲线轮廓误差的测量及补偿。
所述的串口装置包括串口设备和串口电路；所述的串口装置通过通讯线与所述的曲线轮廓误差测量及补偿的运动控制卡中的DSP模块连接，实现数据的传输与通信功能。
具体地，所述的串口设备与曲线轮廓误差仿真器相连，实现空间曲线及平面曲线的仿真，曲线弓高误差和轮廓误差的仿真。
所述的曲线轮廓误差测量及补偿的运动控制卡，包括PCI9025芯片、CPLD、通讯模块、DSP模块、I/O扩展功能模块、D/A输出模块、曲线轮廓误差测量及补偿装置所述的通讯模块采用RS482通讯线和光纤电缆线，实现数据的传输及通讯。
具体地，所述的CPLD采用MAX7000E芯片，使曲线轮廓误差测量及补偿的控制系统断电后编程信息不丢失，同时编程、简单灵活。
所述的通讯模块采用RS232通讯线，实现数据的传输及通讯。
所述的DSP模块采用TMS320C543DSP芯片，所述的DSP模块将所得到的插补位移量转换为脉冲信号送入所述的CPLD中实现插补脉冲量的控制。
所述的I/O扩展功能模块包括存储器；所述的存储器包括SRAM和闪存存储器，是外围存储模块；所述的SRAM存放曲线轮廓误差测量及补偿的控制的系统程序；所述的闪存存储器存放经曲线轮廓补偿后的误差补偿信息，是外围存储模块，其中存储容量为16GB。
所述的D/A转化输出模块包括数模转换器和运放电路，实现由数字量到模拟量的转化，达到数控机床曲线轮廓控制的要求；所述的数模转换器采用TI公司的32位单通道串行电压为10V输入型数模转换器。
所述的驱动器包括x轴的电机驱动器、y轴的电机驱动器、z轴的电机驱动器。
具体地，所述的x轴的电机驱动器采用6SL3210-5CB08-4AA0的Sinamics V80驱动器，完成x轴的电机驱动。
所述的y轴的电机驱动器采用6SL3210-5CB11-1AA0的Sinamics V80驱动器，完成y轴的电机驱动。
所述的z轴的电机驱动器采用6SL3210-5CB12-0AA0的Sinamics V80驱动器，完成z轴的电机驱动。
所述的电机模块包括x轴伺服电机、y轴伺服电机、z轴伺服电机，x轴、y轴、z轴的运动实现数控机床空间轴的运动。
具体地，所述的x轴伺服电机采用1FL4021-0AF21-0AB0的Sinamics V80伺服驱动电机，实现x轴伺服电机的运动。
所述的y轴伺服电机采用1FL4032-0AF21-0AB0的Sinamics V80伺服驱动电机，实现y
轴伺服电机的运动。
所述的z轴伺服电机采用1FL4033-0AF21-0AB0的Sinamics V80伺服驱动电机，实现z轴伺服电机的运动。
所述的位置检测模块包括脉冲编码器、旋转变压器及光栅尺；用于精确检测轮廓误差补偿的误差值及数控机床精确定位。
所述的曲线轮廓误差测量及补偿装置包括曲线轮廓误差测量装置、曲线轮廓误差补偿装置。
具体地，所述的曲线轮廓误差测量装置包括曲线轮廓误差测量仪、接口电路、曲线轮廓误差测量仪固定装置及底盘；所述的曲线轮廓误差测量包括仪传感器、数显装置、键盘、LCD显示器、具有自动处理功能的微星芯片；用于自动测量曲线轮廓插补误差。
所述的曲线轮廓误差补偿装置包括曲线轮廓误差补偿仪、接口电路、曲线轮廓误差补偿仪的固定装置；所述的曲线轮廓误差补偿仪包括内置具有记忆功能微处理功能的芯片、传感器、接口电路；用于曲线轮廓误差的自动判断及补偿。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：
1.本发明采用国际通用标准接口及组合式模块化控制系统的结构，包括数控PC机、曲线轮廓误差测量及补偿的运动控制卡、驱动模块、电机模块及位置检测模块，完成曲线轮廓误差的自动测量及补偿。
2.本发明采用曲线轮廓误差测量及补偿装置内置曲线轮廓误差测量仪和曲线轮廓误差补偿仪，所述的曲线轮廓误差测量仪具有自动处理功能的微星芯片；具有自动测量曲线轮廓插补运算能力和自动处理信号的能力；所述的曲线轮廓误差补偿仪内置具有记忆功能微处理功能的芯片，芯片上烧制曲线轮廓误差补偿程序；可以曲线轮廓误差的自动判断及补偿，具有自动化控制能力强、轮廓误差补偿能力强的特点。
3.本发明采用的曲线轮廓误差测量及补偿的控制系统，具有自动测量和补偿曲线轮廓误差的能力，效率高、适用性强，能方便使用在空间曲线及平面曲线插补轮廓误差的控制方面上，在其它的数控控制系统中具有很强的借鉴意义。
4.本发明使用曲线轮廓误差测量及补偿的控制系统中仿真器仿真，仿真结果表明进行曲线轮廓误差补偿后，曲线弓高误差和轮廓误差明显减小，轮廓误差补偿能力明显增强，误差精度提高。满足高速、高精度，高效率插补控制的目的。
除了以上这些，本发明具有控制效率高及实用性强等特点，提高了数控系统的插补精度，减少了曲线轮廓误差、降低了成本低，能产生很好的经济和社会效益。
附图说明
图1为本发明所述的一种曲线轮廓误差测量及补偿的控制系统的结构示意图；
图2为本发明所述的曲线轮廓误差测量及补偿电路图；
图3为本发明所述的曲线轮廓误差测量及补偿电路图中的绝对值电路图；
图4为本发明所述的曲线轮廓误差测量及补偿电路图中的电平转换电路图；
图5为本发明的一种曲线轮廓误差测量及补偿的控制系统实现曲线轮廓误差的测量及补偿的过程流程图；
图6为本发明所述的曲线轮廓误差测量寄存器与曲线轮廓误差补偿寄存器数据的处理、
匹配的结构框图；
图7为本发明所述的实现曲线轮廓误差补偿的过程流程图；
图8为本发明所述的插补数据处理的过程流程图；
图9为本发明所述的寄存器中实现曲线轮廓误差的测量与补偿的过程流程图；
图10为本发明所述的曲线轮廓误差测量的实现过程流程图；
图11为本发明所述的曲线轮廓误差测量及补偿的模型可辨识性仿真图；
图12为本发明所述的曲线轮廓误差测量及补偿的插补数控程序图；
图13为本发明所述的曲线轮廓误差测量及补偿的空间曲线插补仿真图；
图14为本发明所述的曲线轮廓误差测量及补偿的曲线弓高误差仿真图；
图15为本发明所述的曲线轮廓误差测量及补偿的曲线轮廓误差仿真图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的一种曲线轮廓误差测量及补偿的控制系统，如图1所示，包括数控PC机、曲线轮廓误差测量及补偿的运动控制卡、驱动模块、电机模块及位置检测模块。所述的数控PC机包括具有曲线轮廓误差补偿功能的数控PC机、串口装置、触摸屏及PCI芯片；一端与触摸屏相连实现人机对话，另一端通过PCI芯片通过PCI总线与曲线轮廓误差测量及补偿的运动控制卡相连接，实现曲线轮廓误差的测量及补偿。
所述的串口装置包括串口设备和串口电路；所述的串口装置通过通讯线与所述的曲线轮廓误差测量及补偿的运动控制卡中的DSP模块连接，实现数据的传输与通信功能。
所述的曲线轮廓误差测量及补偿的运动控制卡，包括PCI9025芯片、CPLD、通讯模块、DSP模块、I/O扩展功能模块、D/A输出模块、曲线轮廓误差测量及补偿装置所述的通讯模块采用RS482通讯线和光纤电缆线，实现数据的传输及通讯。
具体地，所述的CPLD采用MAX7000E芯片，使曲线轮廓误差测量及补偿的控制系统断电后编程信息不丢失，同时编程、简单灵活。
所述的通讯模块采用RS232通讯线，实现数据的传输及通讯。
所述的DSP模块采用TMS320C543DSP芯片，所述的DSP模块将所得到的插补位移量转换为脉冲信号送入所述的CPLD中实现插补脉冲量的控制。
所述的I/O扩展功能模块包括存储器；所述的存储器包括SRAM和闪存存储器，是外围存储模块；所述的SRAM存放曲线轮廓误差测量及补偿的控制的系统程序；所述的闪存存储器存放经曲线轮廓补偿后的误差补偿信息，是外围存储模块，其中存储容量为16GB。
所述的D/A转化输出模块包括数模转换器和运放电路，实现由数字量到模拟量的转化，达到数控机床曲线轮廓控制的要求；所述的数模转换器采用TI公司的32位单通道串行电压为10V输入型数模转换器。
所述的驱动器包括x轴的电机驱动器、y轴的电机驱动器、z轴的电机驱动器。
具体地，所述的x轴的电机驱动器采用6SL3210-5CB08-4AA0的Sinamics V80驱动器，完成x轴的电机驱动。
所述的y轴的电机驱动器采用6SL3210-5CB11-1AA0的Sinamics V80驱动器，完成y轴的电机驱动。
所述的z轴的电机驱动器采用6SL3210-5CB12-0AA0的Sinamics V80驱动器，完成z轴的电机驱动。
所述的电机模块包括x轴伺服电机、y轴伺服电机、z轴伺服电机，x轴、y轴、z轴的运动实现数控机床空间轴的运动。
具体地，所述的x轴伺服电机采用1FL4021-0AF21-0AB0的Sinamics V80伺服驱动电机，实现x轴伺服电机的运动。
所述的y轴伺服电机采用1FL4032-0AF21-0AB0的Sinamics V80伺服驱动电机，实现y
轴伺服电机的运动。
所述的z轴伺服电机采用1FL4033-0AF21-0AB0的Sinamics V80伺服驱动电机，实现z轴伺服电机的运动。
所述的位置检测模块包括脉冲编码器、旋转变压器及光栅尺；用于精确检测轮廓误差补偿的误差值及数控机床精确定位。
又，本发明采用国际通用标准接口及组合式模块化控制系统的结构，包括数控PC机、
曲线轮廓误差测量及补偿的运动控制卡、驱动模块、电机模块及位置检测模块，完成曲线轮廓误差的自动测量及补偿，是本发明的一个显著特点。
所述的曲线轮廓误差测量及补偿装置包括曲线轮廓误差测量装置、曲线轮廓误差补偿装置。
具体地，所述的曲线轮廓误差测量装置包括曲线轮廓误差测量仪、接口电路、曲线轮廓误差测量仪固定装置及底盘；所述的曲线轮廓误差测量包括仪传感器、数显装置、键盘、LCD显示器、具有自动处理功能的微星芯片；用于自动测量曲线轮廓插补误差。
所述的曲线轮廓误差补偿装置包括曲线轮廓误差补偿仪、接口电路、曲线轮廓误差补偿仪的固定装置；所述的曲线轮廓误差补偿仪包括内置具有记忆功能微处理功能的芯片、传感器、接口电路；用于曲线轮廓误差的自动判断及补偿。
如图2所示，曲线轮廓误差测量电路包括曲线轮廓误差补偿电路和曲线轮廓误差测量电路，所述的曲线轮廓误差补偿电路包括连接曲线轮廓误差补偿仪的电路、数显电路及电平转换电路，所述的曲线轮廓误差测量电路包括连接曲线轮廓误差测量的电路、数显电路、AD7302模块、绝对电路值、DSP芯片及AD7705模块；所述的数显电路由8段LED构成；所述的AD7705模块采用AD公司的16位AD7705模数转换器，用于测量低频模拟信号。
又，本发明采用曲线轮廓误差测量及补偿装置内置曲线轮廓误差测量仪和曲线轮廓误差补偿仪，所述的曲线轮廓误差测量仪具有自动处理功能的微星芯片；具有自动测量曲线轮廓插补运算能力和自动处理信号的能力；所述的曲线轮廓误差补偿仪内置具有记忆功能微处理功能的芯片，芯片上烧制曲线轮廓误差补偿程序；可以曲线轮廓误差的自动判断及补偿，具有自动化控制能力强、轮廓误差补偿能力强的特点，也是本发明的一个显著特点。
如图3所示，所述的绝对值电路用一个运放F006便完成取绝对值和放大的功能；具体地：
①、当Vi＞0时，D1导通,D2截止；
②、当Vi﹤0时，D1截止,D2导通。
式中，Vi表示绝对电路导通电流值，D1、D2分别表示二极管。
详细地，利用绝对值电路的导通完成曲线轮廓误差测量电流的流经。
如图4所示，所述的电平转换电路用于所述的曲线轮廓误差测量电路中TTL电平和DSP通讯模块中数据传输线RS-232C电平互不兼容两者配对接口时所用的电路。
如图5所示：在一种曲线轮廓误差测量及补偿的控制系统实现曲线轮廓误差的测量及补偿的过程如下：
步骤1：准备NC加工文件，即存储NC程序；
步骤2：分析NC程序，明确程序表示的内容，NC程序处理，包括后置处理；
步骤3：插补数据放置在程序缓存器中；
步骤4：插补数据处理；
步骤5、6：曲线轮廓误差测量的过程；在曲线轮廓误差测量装置上使用曲线轮廓误差测量仪，去测量曲线轮廓误差；
详细地，如图6所示，曲线轮廓误差测量的实现过程包括以下几个步骤：
步骤S1：开始，曲线轮廓误差测量及补偿的控制系统初始化，NC代码预处理，执行NC加工程序；
步骤S2：NC代码缓冲；
步骤S3：数控系统执行相应的插补运算，进行插补处理；
步骤S4：曲线轮廓加工；
步骤S5-1：是否存在曲线轮廓误差？
具体地，不存在曲线轮廓误差，则执行步骤S5-2；
若存在曲线轮廓误差，则返回步骤S2重新执行该插补运算。
步骤S5-2：使用曲线轮廓误差测量仪自动测量曲线轮廓误差；从曲线轮廓误差测量仪的LCD看是否存在曲线轮廓误差，若存在曲线轮廓误差，则直接读取曲线轮廓误差；
步骤S5-3：与原曲线图纸上的加工值比较是否完成曲线轮廓误差的测量；
具体地，若与原曲线图纸上的加工值比较不一致，则执行步骤S1，执行NC程序；
若与原曲线图纸上的加工值比较一致，则进完成曲线轮廓误差的测量。
步骤7、8：曲线轮廓误差测量的过程；在曲线轮廓误差补偿装置上使用曲线轮廓误差补偿仪，去完成曲线轮廓误差的补偿；
详细地，如图7所示，实现曲线轮廓误差补偿的过程包括以下几个步骤：
步骤S5-2-1：自动测量曲线轮廓误差；
步骤S5-3-1：完成曲线轮廓误差的自动测量；
步骤S6：判断是否需要曲线轮廓误差的补偿？
具体地，若需要曲线轮廓误差的补偿，则执行步骤S6-1；
若不需要曲线轮廓误差的补偿，则返回步骤S5-3-1进一步判断是否完成曲线轮廓误差的补偿。
步骤S6-1：使用曲线轮廓误差补偿的测量仪测量曲线轮廓误差的补偿值；
步骤S6-2：曲线轮廓误差的补偿；
步骤S6-3：判断是否完成曲线轮廓误差的补偿？
具体地，若没有完成曲线轮廓误差的补偿，则返回步骤S5-2-1，进一步测量曲线轮廓误差的值；
若完成曲线轮廓误差的补偿，则执行，曲线轮廓误差的补偿结束。
步骤9：使用位置检测装置上的光栅尺去检测机床移动的位移量。
具体地，步骤4：所述的插补数据处理过程流程图，如图8所示。
具体地，曲线轮廓误差测量寄存器与曲线轮廓误差补偿寄存器数据的处理、匹配的过程，如图9所示：曲线轮廓误差测量寄存器中的存放理论数据、测量数据；曲线轮廓误差补偿寄存器中存放理论数据、测量数据；进行数据的处理运算；数据进行最后最佳匹配，完成误差的测量，在到误差精确匹配补偿。
更进一步地，如图10所示，在寄存器中实现曲线轮廓误差的测量与补偿的步骤：
在曲线轮廓误差测量寄存中：
步骤SP1：曲线轮廓误差测量装置开始并启动；
步骤SP-1：曲线轮廓误差测量仪测量工件的图形曲线尺寸；
步骤SP-2：得到测量数据存储在曲线轮廓误差测量寄存中；
步骤SP1-3：理论数据与测量数据比较？
具体地，若没有没有测得工件加工图形的尺寸或测得尺寸与理论数据不符甚至相差太大，则进入步骤SP1-1，重新测量工件加工的图形曲线尺寸数据；
若测得工件加工图形的尺寸数据，则执行下一步。
在曲线轮廓误差补偿寄存中：
步骤SP2：曲线轮廓误差补偿装置开始并启动；
步骤SP2-1：曲线轮廓误差补偿仪测量工件加工的图形曲线尺寸；
步骤SP2-2：得到测量数据存储在曲线轮廓误差补偿寄存中；
步骤SP2-3：理论数据与测量数据比较？
具体地，若没有没有测得工件加工图形的尺寸或测得尺寸与理论数据不符甚至相差太大，则进入步骤SP2-1，重新测量工件加工的图形曲线尺寸数据；
若测得工件加工图形的尺寸数据，则执行下一步。
步骤SP3：是否需要曲线轮廓误差测量的数据与曲线轮廓误差补偿的数据匹配？
具体地，情况一：若曲线轮廓误差测量的数据不需要匹配，则进入步骤SP1-1；若曲线轮廓误差补偿的数据不需要匹配，则进入步骤SP2-1；
情况二：若曲线轮廓误差测量的数据需要匹配，则进入步骤SP4。
步骤SP4：确定存储器中需要匹配的数据；
步骤SP5：确定曲线轮廓误差测量寄存器中的理论数据、测量数据与：曲线轮廓误差补偿寄存器中的理论数据、测量数据是否最佳匹配？
若曲线轮廓误差测量寄存器中的理论数据、测量数据与曲线轮廓误差补偿寄存器中的理论数据、测量数据没有最佳匹配，则执行步骤SP4，控制系统读指令、执行寻指令、指令匹配，最终，达到数据匹配；
步骤SP6：完成曲线轮廓误差的测量与补偿。
实施实例2：
本发明执行的实验效果，为了验证本发明曲线轮廓误差补偿的可辨识性及正确性：
具体地，如图11所示，以正弦曲线为例，插补点x∈[0 2π]随机任取30个值，利用该曲线轮廓误差测量及补偿的控制系统对进行插补，将得到理论曲线和轮廓误差补偿曲线，理论曲线和轮廓误差补偿曲线之间所夹的曲线为曲线轮廓误差，由图6可知，曲线轮廓误差小于0.6μm，在微小段加工时可以通过曲线轮廓误差补偿的方法加以补偿；同时，理论曲线和轮廓误差补偿曲线相似，只不过理论曲线和轮廓误差补偿曲线之间有偏差，曲线轮廓误差补偿具有可辨识性、是正确的。
实施实例3：
本发明执行的实验效果：
设定系统仿真的实验数据，如表1所示；如图12所示，输入一段插补的数控程序，在图1所示的曲线轮廓误差测量及补偿的控制系统中进行数控仿真插补，仿真图如图13所示。
表1设定系统仿真参数值
具体地，由仿真图13可知，利用NC数控程序在该曲线插补轮廓误差测量及补偿的控制系统中进行空间曲线仿真，图上有两条曲线，分别是原曲线和轮廓误差补偿曲线，原曲线和轮廓误差补偿曲线之间所夹的曲线段，即为空间曲线轮廓误差曲线，很显然，曲线加工时一般存在曲线轮廓误差。因此，有必要做出对空间曲线进行轮廓误差的测量及补偿。
详细地，根据曲线轮廓误差补偿的需要，做出曲线弓高误差h/mm-时间t/ms、轮廓误差e/mm-时间t/ms之间的图，如图14～15所示。
更进一步地，由图14可知，曲线弓高误差在轮廓误差补偿补偿前和补偿后，在时间t0～9ms之间存在曲线轮廓误差，但在9ms后曲线轮廓误差补偿前和补偿后几乎重合，说明轮廓误差补偿的已补偿，曲线轮廓误差已消除。
具体地，由仿真效果图15可知，在该曲线插补轮廓误差测量及补偿的控制系统中进行曲线仿真，曲线轮廓误差在轮廓误差补偿补偿前和补偿后，几乎重叠，有偏差但偏差很小，说明达到曲线轮廓误差补偿的目的。
为了进一地，说明曲线轮廓误差测量及补偿的控制系统，是正确地、可行地，根据图14～15所示的图形做出不同的弓高误差及轮廓误差补偿法性能比较表，如表2所示。
表2不同的轮廓误差补偿方法性能的比较
由图表2分析知：
在该曲线轮廓误差补偿的过程中：①、轮廓误差的幅值最大值(％)：曲线轮廓误差补偿前为29.1，曲线轮廓误差补偿后为9.25；②、轮廓误差最小值(％)：曲线轮廓误差补偿前为9.1，曲线轮廓误差补偿后为1.5；③、弓高误差最大值(％)：曲线轮廓误差补偿前为33.6，曲线轮廓误差补偿后为18.7；④、弓高误差最小值(％)：曲线轮廓误差补偿前为8.6，曲线轮廓误差补偿后为0.6；这样就满足的曲线轮廓误差补偿的要求。
从仿真曲线误差及轮廓误差补偿轨迹的变化及表2的数据分析可以得出以下结论：
1.本发明采用的曲线轮廓误差测量及补偿的控制系统，具有自动测量和补偿曲线轮廓误差的能力，效率高、适用性强，能方便使用在空间曲线及平面曲线插补轮廓误差的控制方面上，在其它的数控控制系统中具有很强的借鉴意义。
2.本发明使用曲线轮廓误差测量及补偿的控制系统中仿真器仿真，仿真结果表明进行曲线轮廓误差补偿后，曲线弓高误差和轮廓误差明显减小，轮廓误差补偿能力明显增强，误差精度提高。满足高速、高精度，高效率插补控制的目的。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡等同替换或等效变换变形的技术方案，均在本发明要求保护范围。

Claims (7)

1.一种曲线轮廓误差测量及补偿的控制系统，其特征在于：包括数控PC机、曲线轮廓误差测量及补偿的运动控制卡、驱动模块、电机模块及位置检测模块。所述的数控PC机包括具有曲线轮廓误差补偿功能的数控PC机、串口装置、触摸屏及PCI芯片；一端与触摸屏相连实现人机对话，另一端通过PCI芯片通过PCI总线与曲线轮廓误差测量及补偿的运动控制卡相连接，实现曲线轮廓误差的测量及补偿。
2.如权利要求1所述的一种曲线轮廓误差测量及补偿的控制系统，其特征在于：所述的串口装置包括串口设备和串口电路；所述的串口装置通过通讯线与所述的曲线轮廓误差测量及补偿的运动控制卡中的DSP模块连接，实现数据的传输与通信功能。
3.如权利要求1所述的一种曲线轮廓误差测量及补偿的控制系统，其特征在于：所述的曲线轮廓误差测量及补偿的运动控制卡包括PCI9025芯片、CPLD、通讯模块、DSP模块、I/O扩展功能模块、D/A输出模块、曲线轮廓误差测量及补偿装置；
1)、所述的CPLD采用MAX7000E芯片，使曲线轮廓误差测量及补偿的控制系统断电后编程信息不丢失，而且编程简单、灵活；
2)、所述的通讯模块采用RS232通讯线，实现数据的传输及通讯；
3)、所述的DSP模块采用TMS320C543DSP芯片，所述的DSP模块将所得到的插补位移量转换为脉冲信号送入所述的CPLD中实现插补脉冲量的控制；
4)、所述的I/O扩展功能模块包括存储器；所述的存储器包括SRAM和闪存存储器；所述的SRAM存放曲线轮廓误差测量及补偿的控制的系统程序；所述的闪存存储器存放经曲线轮廓补偿后的误差补偿信息；
5)、所述的D/A转化输出模块包括数模转换器和运放电路，实现由数字量到模拟量的转化，达到数控机床曲线轮廓控制的要求；所述的数模转换器采用TI公司的32位单通道串行电压为10V输入型数模转换器。
4.如权利要求1所述的一种曲线轮廓误差测量及补偿的控制系统，其特征在于：所述的驱动器包括x轴的电机驱动器、y轴的电机驱动器、z轴的电机驱动器；
1)、所述的x轴的电机驱动器采用6SL3210-5CB08-4AA0的Sinamics V80驱动器，完成x轴的电机驱动；
2)、所述的y轴的电机驱动器采用6SL3210-5CB11-1AA0的Sinamics V80驱动器，完成y轴的电机驱动；
3)、所述的z轴的电机驱动器采用6SL3210-5CB12-0AA0的Sinamics V80驱动器，完成z轴的电机驱动。
5.如权利要求1所述的一种曲线轮廓误差测量及补偿的控制系统，其特征在于：所述的电机模块包括x轴伺服电机、y轴伺服电机、z轴伺服电机，x轴、y轴、z轴的运动实现数控机床空间轴的运动；
1)、所述的x轴伺服电机采用1FL4021-0AF21-0AB0的Sinamics V80伺服驱动电机，实
现x轴伺服电机的运动；
2)、所述的y轴伺服电机采用1FL4032-0AF21-0AB0的Sinamics V80伺服驱动电机，实现y轴伺服电机的运动；
3)、所述的z轴伺服电机采用1FL4033-0AF21-0AB0的Sinamics V80伺服驱动电机，实现z轴伺服电机的运动。
6.如权利要求1所述的一种曲线轮廓误差测量及补偿的控制系统，其特征在于：所述的位置检测模块包括脉冲编码器、旋转变压器及光栅尺；用于精确检测轮廓误差补偿的误差值及数控机床精确定位。
7.根据权利要求3所述的一种曲线轮廓误差测量及补偿的控制系统，其特征在于：所述的曲线轮廓误差测量及补偿装置包括曲线轮廓误差测量装置、曲线轮廓误差补偿装置；
1)、所述的曲线轮廓误差测量装置包括曲线轮廓误差测量仪、接口电路、曲线轮廓误差测量仪固定装置及底盘；所述的曲线轮廓误差测量包括仪传感器、数显装置、键盘、LCD显示器、具有自动处理功能的微星芯片；用于自动测量曲线轮廓插补误差；
2)、所述的曲线轮廓误差补偿装置包括曲线轮廓误差补偿仪、接口电路、曲线轮廓误差补偿仪的固定装置；所述的曲线轮廓误差补偿仪包括内置具有记忆功能微处理功能的芯片、传感器、接口电路；用于曲线轮廓误差的自动判断及补偿。
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