基于DSP的数控机床伺服驱动系统的设计与实现

１ 系统方案设计
数 控机 床 的闭环伺 服 系统 根 据指 令 ， 由位 置 比较
图 １ 数 控 机 床 闭环 伺 服 系统 示 意 图
图２ 是基 于 Ｄ Ｓ Ｐ的数控机床交流伺 服驱动系统
的方 案框 图。单 片机 ８ ９ Ｃ ５ ５控制 Ｌ Ｃ Ｄ和键 盘组 成 的
Ｓ Ｐ进行通信 。插补运算 、位置控 模块和速度 比较模块控制伺服电机 ， 从而控制工作台 输人指令端子与 Ｄ 速度控制 、 Ａ Ｄ转换和捕获位移信号功能均由 Ｄ Ｓ Ｐ 的工作 ， 如图 １ 所示 。为 了实现交流异步电动机 的全 制、 Ｓ Ｐ运 行 时 ， 根据原点坐标 、 终 点 坐 数 字化 控制 ， 系 统 中控制 部分 的位 置 比较 模块 和速度 芯 片 内核 完 成 。 Ｄ 进 给 速度 、 直线 运 行 、 圆弧 运 行 等不 同指 令 ， 运 行 比较模 块改 用 计 算 能力 比较 强 大 、性 价 比 比较 高 的 标 、 根据 每一 次插 补 运算 算 出 的两轴 相 Ｄ Ｓ Ｐ代 替 ，就 形 成 了基 于 Ｄ Ｓ Ｐ的数 控机 床 的伺 服驱 相应 的插 补运 算 ，
动 系统 。 由于 Ｄ Ｓ Ｐ处理 器 内嵌 Ｐ ＷＭ 电路 、 Ａ ／ Ｄ转换
应的工作台动点的 目 标坐标数值 ，向 、 ｙ轴 电机发
轴 电机和 】 ， 轴电机要 电路 以及其 它 相 关 的接 口和 电路 等 ， Ｄ Ｓ Ｐ内置 的 出相应的电机转速指令信号。 得 到 相应 的 目标 转速 ，必 须 由速 度 指令 信 号指 挥 着 Ｐ ＷＭ 电 路 根 据 算 法 发 出相 应 的 Ｐ ＷＭ 控 制 波 形 ， 从 Ｓ Ｐ的 Ｄ Ｔ Ｃ控 制方 式 ，子程 序 根据 指令 速 度 分 配相 而 控制 数控 机床 的位 移 和速 度 ， 通过 多 种传 感 器采集 Ｄ 数 据到 Ｄ Ｓ Ｐ ， 以达 到反 馈控 制［ １ １ 。 应的值 ， 然后 Ｐ ＷＭ信号从 Ｄ Ｓ Ｐ 芯片输 出经过各 自的 光 电 隔离 、 驱动电路 、 逆 变器 后 再输 入 到 ｘ 轴 电机 和 ｙ轴 电机上 。Ｄ Ｓ Ｐ芯片上 Ｐ ＷＭ１ — ６ 输出 轴 的逆变
中图分类号 ： Ｔ Ｇ６ ５ ９； Ｔ Ｐ ２ ７ ３
文献标识码 ： Ｂ
文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ５ ４ ５ Ｘ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ８ — ０ ０ １ ９ － ０ ３
伺服驱动技术作为数控机床 、工业机器人及其
它 产 业机 械 控 制 的关 键 技 术 之 一 ，在 国 内外普 遍 受 到关注。 伺 服 系统 具 有独 特性 ， 与数 控 装 置 和机 床本
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Ｅｑｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎｔ Ｍ ａ ｎ ｕｆ ａ ｃ ｔ ｕｒ ｉ ｎｇ Ｔｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏｇ ｙ Ｎｏ ． ８， ２０１ ５
３脚输 出为 ５ Ｖ左 右 电压 ， 防 盗器 内部 电源 电压是 正 常的。 防盗 器外 部线 路 ３号脚 有 １ ２ ． ８ Ｖ左右 常 电压 ，
析 了其结构组成 、 硬 件设计、 软件设 计等 问题 。通过 仿真和 实验表 明， 基 于 ＤＳ Ｐ的数控机床伺 服驱动 系统具有稳定性 、 可
靠性 ， 能根据控 制方式进行相应的调速 实验 以及 一般 的插 补运动 ， 达到预 期效果。
关键词 ： ＤＳ Ｐ； 伺 服 驱 动 系统 ； 设 计
体并列为数控机床 的三大组成部分。本文结合 电压 型逆变器 、 微 电子技术 、 传感器技术 、 控制 理论 和微 计算机技术等技术不断更新 ， 利用 Ｄ Ｔ Ｃ （ 直接转矩控 制） 等控 制技术在 Ｄ Ｓ Ｐ （ 数字信号处理 ） 芯片应用实 现、 数 据 采样 插 补 技 术 的软 件 实 现 ， 使 数控 机 床 交 流 伺服驱动系统全闭环控制数字化得以实现。
《 装备制造技术￣ ２ ０ １ ５ 年第 ８ 期
基于 Ｄ Ｓ Ｐ的数控机床伺 服驱动 系统 的设计 与 实现
黄 象珊
（ 浙 江 经济 职 业技 术学 院汽车 技 １ ８ ）
要： 根 据 数 控 机 床 伺 服 系统 全 数 字 化 发 展 的 时 代 要 求 ， 设 计 了一 种 基 于 ＤＳ Ｐ的 数 控 机 床 闭 环 伺 服 驱 动 系统 ， 同 时 分
器控制信号 ， Ｐ ＷＭ ７ — １ ２ 输出 ｌ ， 轴逆变器控制信号。 轴工作 台的位移传感 器 ７ 返 回位置脉冲信号
收稿 日期 ： ２ ０ １ ５ — ０ ５ — １ ４
基金项 目： ２ ０ １ ３ 年度浙江省高校访问工程师， （ 项 目名 ： 基于 Ｄ Ｓ Ｐ的数控机床伺服驱动系统的应用研究， 项 目编号 ： Ｆ Ｗ２ ０ １ ３ １ ３ ３ ） 作者 简介 ： 黄 象珊（ １ ９ ７ ６ 一 ） ， 男， 浙江温州人 ， 本科 ， 高级实 验师。主要从 事机电一体化技术研究 。
３ 结束 语
２ 号脚点火开关有 １ ２ ． ９ Ｖ电压 ， １ 号线接地 ，内外部 当今汽车电器产品发展非常迅速 ，诊断方法和 电源 都正 常 ，测 量集 成块 Ｕ ２ ， ３ １ 号脚有 ５ Ｖ 电源 电 维修 手 段 也越 来 越先 进 ， 做 为 一 名合 格 的 维修 人 员 ， 压， Ｕ ２集成 块 工 作 正 常 ， Ｕ ４ 集成 块 ８号 脚 电源 电 压 必 须 学 习 多 门知 识 ， 接 受 新 的 观念 ， 与 时俱 进 ， 才 不 ５ Ｖ， Ｕ ４集成 块 工 作 正 常 ， Ｕ １集 成块 ２ １ 号 脚 电源 电 会被淘汰 ， 伴 随着汽车结构更加 复杂 ， 精 密度更 高 ， 压５ ｖ， ｕ １ 集成块工作正常 ，经轻轻敲打电路板 ， 还 故障的多样化 ，隐蔽性给车辆 的维修工作带来了一 是无异常状况 ， 轻轻拉动线路 ， 防盗器再也不读 卡 ， 定的难度 ， 因此 ， 应尽快熟 练掌握专业维修 知识 ， 才 经仔细检查发现天线的输 出端 ，天线线圈接头有 一 能提高工作效能。