自制无驱动电机无编码器无伺服放大器的PMAC数控试验台
在用PC工控机加PMAC卡来开发数控项目时,需反复调试程序。直接在数控机床上运行未经测试的不成熟的程序,存在误动作损坏机床甚至伤害人员的危险。比较稳妥的方法是先在数控试验台上调试,调到程序没大毛病了再上机床运行。
一般的数控试验台需安装数台昂贵的带编码器的伺服电动机、伺服放大器等等,要数万至十多万,只有少数专业公司、研究所才会配置。如图:
这里介绍一种方法,在制作数控试验台时,只需要一台微机和一块PMAC卡,可节省去昂贵的伺服电动机、伺服放大器、编码器等等,很适合搞PMAC数控开发和学习的一般企业、学校和个人。
PMAC卡的一般运用是,由程序发出的精密电压经放大后控制伺服电机,转动的电机带动编码器产生数字脉冲反馈到卡里,形成闭环数控。PMAC卡也可输出控制步进电机的脉冲,卡输出的步进脉冲再作为编码器脉冲输回卡,也可作为闭环控制的反馈。这就是我们制作节省试验台的工作原理。
下面介绍具体制作方法。
1.PMAC卡:我们所用的是常见的PC104卡,带RS232串口和PCI插口,见图:
2.微机:如果是台式机,PMAC卡可在无电状态下插入台式机的PCI插口。
如果是笔记本机,需选带串口的机型,如果PMAC卡加有USB口或网络口接口板,则笔记本机型没有限制。如图:
3.电源:用台式机,PMAC卡不需另配电源。用笔记本机,PMAC卡需单独配一个开关电源,把正5V、正12V、负12V及地线四根线接进卡的电源接口。三种电压都配齐了,PMAC卡接上电就能工作。只接正5V电,缺少正负12V也能工作,但接电后会检测很长时间,此时卡上红灯闪亮,然后才能工作,此时卡上绿灯长亮。
4.连接线:用串口线连接PMAC卡和笔记本机,串口线为十芯排线,一头接梯形九芯口,另一头接方形十芯口。
5.工具软件:应当先安装PMAC卡的工具程序,然后安装PMAC卡的驱动程序。次序反了会失败。
打开PMAC卡软件安装目录,双击Install1.exe出现安装界面,有12个安装项目,如图:
点击PEWIN32 PRO,会要求输入密码,可输入2793585。下面,可按照默认设置一步步安装。其它的选择项也可按类似方式安装。
6.驱动程序:打开控制面板------添加硬件------是,我已连接了此硬件------添加新的硬件设备------安装我手动从列表选择的硬件------Motion Controllers------Delta Tau Data Systems------PMAC Serial Port Motion Controller------从磁盘安装------浏览,从PMAC软件安装目录中找到Pmacser.inf,确定----下一步------完成
7. 打开PEWIN32PRO程序,从VIEW菜单里选中TERMINAL窗口用来输入命令,选中WATCH窗口用来显示实时变量,选中POSITION窗口用来显示电机位置变化。如图:
8.PMAC卡接电检测正常,卡上绿灯长亮。打开PEWIN32PRO程序,在Terminal窗口里,
选择SETUP------FORCE ALL WINDOWS TO
DEVICE NUMBER------INSERT------Pmac SER0------OK
9. 以后打开PEWIN32PRO程序,在Terminal窗口里,如出现绿色Press Enter/Return to send command to PMAC,表示正常,如出现红色Unable to communicate 表示不正常,要检查硬软件哪里错了。
10.建立坐标系1:在Terminal窗口里,输入命令
&1
11.定义轴电机:参数要根据硬件具体情况而定。例如X轴移动1毫米发8192个脉冲,Y轴移动1毫米发32768个脉冲,Z轴移动1毫米发1000个脉冲,就要输入命令
#1->8192X
#2->32768Y
#3->1000Z
12.激活所用到的电机:输入命令
i100=1
i200=1
i300=1
13.把输出的控制电机信号由默认值改为脉冲加方向:输入命令
I102=$C004
I202=$C00C
I302=$C014
14.把内部发出的脉冲和方向信号反馈到编码计数器:输入命令
I910=8
I920=8
I930=8
15.编制一段实验数控程序:走三坐标联动的复杂空间曲线,以每分钟100毫米的速度,X增加20毫米Y增加120毫米Z增加1200毫米,反方向回到出发点,再重复一次运动。输入命令
OPEN PROG 111
CLEAR
INC
LINEAR X20Y120Z1200F(100)
LINEAR X-20Y-120Z-1200F(100)
LINEAR X20Y120Z1200F(100)
LINEAR X-20Y-120Z-1200F(100)
CLOSE
16.可以把上面的这些命令合并到一个文件DEMO.PMC中,内容是
CLOSE
END GATHER
DELETE GATHER
DELETE TRACE
1&
#1->8192X
#2->32768Y
#3->1000Z
i100=1
i200=1
i300=1
I102=$C004
I202=$C00C
I302=$C014
I910=8
I920=8
I930=8
OPEN PROG 111
CLEAR
INC
LINEAR X20Y120Z1200F(100)
LINEAR X-20Y-120Z-1200F(100)
LINEAR X20Y120Z1200F(100)
LINEAR X-20Y-120Z-1200F(100)
CLOSE
然后在PEWIN32PRO程序中,选择File------Download------查找到DEMO.PMC------打开
把它下载到PMAC卡中去,并对内容进行语法审查。
17.在试验台上运行上面这个数控程序:输入命令
B111R
这时虽然没有实际的电机运动,却可从POSITION窗口中看到三个电机的位置正在按程序控制的方式,实时变化。
需要指出,这种无电机的试验台和有电机的有很多不同,例如输出和输入完全一样,没有任何误差,和实际不符。试验的内容和性能有所限制,例如速度不能高,程序不能长等等。