数控雕铣机行业专用设备的的软件结构及程序流程

  系统的软件选用了嵌入式实时多任务操作系统WindowsCE.net。根据数控雕铣机控制系统的需求,系统任务模块可以分为:人机界面模块,USB接口模块和雕刻控制模块。其中人机界面模块包括LCD显示和键盘指令的读取;通过USB接口模块读取原始设计数据;雕刻控制模块对读取的数据分析计算后完成速度控制和轨迹控制。软件结构图如图1所示。

系统软件结构图

图1   系统软件结构图

  控制系统中,ARM通过对设计数据的分析和计算完成速度控制,FPGA通过插补运算完成轨迹控制。控制系统应用程序流程图如图2所示。

控制系统应用程序流程图

图2   控制系统应用程序流程图

  (1)读取数据,找出可在速度不出现突变的情况下可雕刻的最小单位的线条数,称之为判“S”。分别计算“S”中各轴的位移总量,定义“Sx”,“Sy”和“Sz”分别为X,Y和Z轴的位移总量。

  (2)根据操作设置的雕刻最大速度和加速度,计算出该段位移中各轴的速度分量和加速度分量。

  (3)判断当前数据处于哪种速度段,根据不同的情况计算各段位移的加速、匀速、减速段的脉冲数和各速度段的初始频率等这些数据,并把数据发送给FPGA。

  (4)FPGA根据接收到的数据进行插补运算,最终控制步进电机的转速,实现三轴联动。

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