CN210804076U - 一种基于fpga控制的线切割控制卡 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及线切割机床设备领域，尤其涉及一种基于FPGA控制的线切割控制卡，包括上位机、FPGA控制卡、输入电路、输出电路、多路输入采集卡和多路输出采集卡，所述上位机与FPGA控制卡通过串行总线连接，所述FPGA控制卡包括逻辑模块、输入输出模块、存储模块和内部连接模块，所述输入输出模块通过多路输入采集卡与输入电路连接，所述输入输出模块通过多路输出采集卡与输出电路连接。与现有技术相比，本实用新型的有益效果：本实用新型采用基于FPGA控制的技术，具有更高的输出速度；通过输入电路和输出电路接收高频电源、智能照明、运丝筒、步进电机和工作液系统的信号并作出操作指令，达到快速控制线切割各功能单元的目的，极大的提高了操控效率。

Description

一种基于FPGA控制的线切割控制卡

技术领域

本实用新型涉及线切割机床设备领域，尤其涉及一种基于FPGA控制的线切割控制卡。

背景技术

线切割机床是一种利用电极丝之间的相对运动，来完成对工件的加工的设备。线切割机床于1960年发明于前苏联，其基本物理原理是自由正离子和电子在场中积累，很快形成一个被电离的导电通道，产生瞬时高温可以使局部的金属熔化、氧化而被腐蚀掉，按走丝速度可分为高速往复走丝电火花线切割机、低速单向走丝电火花线切割机和立式自旋转电火花线切割机三类。

FPGA是在PAL、GAL等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。与传统模式的芯片设计进行对比，FPGA 芯片并非单纯局限于研究以及设计芯片，而是针对较多领域产品都能借助特定芯片模型予以优化设计。从芯片器件的角度讲，FPGA 本身构成 了半定制电路中的典型集成电路，其中含有数字管理模块、内嵌式单元、输出单元以及输入单元等。在此基础上，关于FPGA芯片有必要全面着眼于综合性的芯片优化设计，通过改进当前的芯片设计来增设全新的芯片功能，据此实现了芯片整体构造的简化与性能提升。

线切割控制卡是控制线切割机床的设备，现有技术存在效率低、操作复杂的缺点。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种操作简单、控制效率高的基于FPGA控制的线切割控制卡。

为了达成上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于FPGA控制的线切割控制卡，包括上位机、FPGA控制卡、输入电路、输出电路、多路输入采集卡和多路输出采集卡，所述上位机与FPGA控制卡通过串行总线连接，所述FPGA控制卡包括逻辑模块、输入输出模块、存储模块和内部连接模块，所述输入输出模块通过多路输入采集卡与输入电路连接，所述输入输出模块通过多路输出采集卡与输出电路连接，所述输入电路包括高频电源信号输入电路、智能照明信号输入电路、运丝筒转速转向信号输入电路、X-Y工作台位移信号输入电路和工作液流速信号输入电路，所述输出电路包括步进电机控制信号输出电路、智能照明控制信号输出电路、高频电源控制信号输出电路、运丝筒电机控制信号输出电路、工作液系统控制信号输出电路和收料收集系统控制信号输出电路。

进一步的，所述串行总线包括I2C总线。

进一步的，所述上位机包括平板电脑，所述平板电脑设置有触摸屏。

进一步的，控制卡还包括单片机，所述单片机与上位机通过串行总线连接，所述FPGA控制卡与所述单片机通过串行总线连接。

进一步的，所述FPGA控制卡型号为Altera EP3C5。

进一步的，所述控制卡还包括A/D转换器和D/A转换器。

进一步的，所述FPGA控制卡设置有PCIE接口。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

本实用新型采用基于FPGA控制的技术，具有更高的输出速度；通过输入电路和输出电路接收高频电源、智能照明、运丝筒、步进电机和工作液系统的信号并作出操作指令，达到快速控制线切割各功能单元的目的，极大的提高了操控效率。

附图说明

图1是本实用新型的模块示意图；

附图说明：1、上位机；2、FPGA控制卡；3、多路输入采集卡；4、多路输出采集卡；5、高频电源信号输入电路；6、智能照明信号输入电路；7、运丝筒转速转向信号输入电路；8、X-Y工作台位移信号输入电路；9、工作液流速信号输入电路；10、步进电机控制信号输出电路；11、智能照明控制信号输出电路；12、高频电源控制信号输出电路；13、运丝筒电机控制信号输出电路；14、工作液系统控制信号输出电路；15、收料收集系统控制信号输出电路；16、单片机；17、串行总线。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

一种基于FPGA控制的线切割控制卡，包括上位机1、FPGA控制卡2、输入电路、输出电路、多路输入采集卡3和多路输出采集卡4，所述上位机1与FPGA控制卡2通过串行总线17连接，所述FPGA控制卡2包括逻辑模块、输入输出模块、存储模块和内部连接模块，所述输入输出模块通过多路输入采集卡3与输入电路连接，所述输入输出模块通过多路输出采集卡4与输出电路连接，所述输入电路包括高频电源信号输入电路5、智能照明信号输入电路6、运丝筒转速转向信号输入电路7、X-Y工作台位移信号输入电路8和工作液流速信号输入电路9，所述输出电路包括步进电机控制信号输出电路10、智能照明控制信号输出电路11、高频电源控制信号输出电路12、运丝筒电机控制信号输出电路13、工作液系统控制信号输出电路14和收料收集系统控制信号输出电路15。

优选的，所述串行总线17包括I2C总线。

优选的，所述上位机1包括平板电脑，所述平板电脑设置有触摸屏。

优选的，控制卡还包括单片机16，所述单片机16与上位机1通过串行总线17连接，所述FPGA控制卡2与所述单片机6通过串行总线17连接。

优选的，所述FPGA控制卡2型号为Altera EP3C5。

优选的，所述控制卡还包括A/D转换器和D/A转换器。

优选的，所述FPGA控制卡2设置有PCIE接口。

通过VHDL硬件描述语言将电子应用系统的既定功能和技术指标写入FPGA控制卡2，如高频电源的频数参数、智能照明的开关时间、运丝筒的转速和转动反向、步进电机的X-Y位移量和工作液系统的液量和流速等。将需要加工的工件固定在线切割机床的工作台上，然后通过上位机1的触摸屏输入相关的加工参数并启动，FPGA控制卡2接收到指令，根据预先写入的硬件秒速语言并通过步进电机控制信号输出电路10、智能照明控制信号输出电路11、高频电源控制信号输出电路12、运丝筒电机控制信号输出电路13、工作液系统控制信号输出电路14和收料收集系统控制信号输出电路15输出工作指令，同时通过输入电路接收反馈信号做出新的调整指令。

通过以上是实施例可以看出，本实用新型操作简单，通过一个触摸屏平板电脑即可高效操控线切割机床，极大的提高了生产操作的效率。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的简单修改或变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于FPGA控制的线切割控制卡，包括上位机（1）、FPGA控制卡（2）、输入电路、输出电路、多路输入采集卡（3）和多路输出采集卡（4），其特征在于，所述上位机（1）与FPGA控制卡（2）通过串行总线（17）连接，所述FPGA控制卡（2）包括逻辑模块、输入输出模块、存储模块和内部连接模块，所述输入输出模块通过多路输入采集卡（3）与输入电路连接，所述输入输出模块通过多路输出采集卡（4）与输出电路连接，所述输入电路包括高频电源信号输入电路（5）、智能照明信号输入电路（6）、运丝筒转速转向信号输入电路（7）、X-Y工作台位移信号输入电路（8）和工作液流速信号输入电路（9），所述输出电路包括步进电机控制信号输出电路（10）、智能照明控制信号输出电路（11）、高频电源控制信号输出电路（12）、运丝筒电机控制信号输出电路（13）、工作液系统控制信号输出电路（14）和收料收集系统控制信号输出电路（15）。

2.根据权利要求1所述的基于FPGA控制的线切割控制卡，其特征在于，所述串行总线（17）包括I2C总线。

3.根据权利要求1所述的基于FPGA控制的线切割控制卡，其特征在于，所述上位机（1）包括平板电脑，所述平板电脑设置有触摸屏。

4.根据权利要求1所述的基于FPGA控制的线切割控制卡，其特征在于，控制卡还包括单片机（16），所述单片机（16）与上位机（1）通过串行总线（17）连接，所述FPGA控制卡（2）与所述单片机（16）通过串行总线（17）连接。

5.根据权利要求1所述的基于FPGA控制的线切割控制卡，其特征在于，所述FPGA控制卡（2）型号为Altera EP3C5。

6.根据权利要求1所述的基于FPGA控制的线切割控制卡，其特征在于，所述控制卡还包括A/D转换器和D/A转换器。

7.根据权利要求1所述的基于FPGA控制的线切割控制卡，其特征在于，所述FPGA控制卡（2）设置有PCIE接口。

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