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PMAC可编程多轴控制器简介
PMAC是可编程多轴控制器(Programmable Multi-Axis Controller)的简称,是美国Delta Tau公司生产的功能强大的运动控制器,PMAC是目前世界上功能最强的运动控制器之一,是当前开放式数控系统控制器的突出代表。

PMAC是一台具有独立内存、独立运算操作能力的计算机[23],它采用Motorola的DSP56001作为CPU,它可以通过存储在自己内部的程序进行单独的操作;它还是一台实时的、多任务的计算机,能自动对任务进行优先等级判别,先执行优先级高的任务。PMAC既可以独立工作亦可按主机的命令进行工作,它和主机的通讯可以通过串行口也可以通过总线进行,通过总线通讯时,还可以将中断信号引入主机,从而实现非常灵活有效的控制系统。PMAC最多可以控制8个轴同时运动,在对伺服数据的处理能力、轴特性及输入信号带宽方面,PMAC控制器由于采用专门的模块化结构,编码输入的串行处理速度是大多数控制器的10到15倍,SUBAT(Servo Update/Block/Algorithm Term 伺服更新率/块执行速率/伺服算法的项数)是非DSP控制器的几十倍;它还可从高分辨率编码器件接收低插补位的5位并行数据;可得到320MHz的有效输入带宽;其DAC输出分辨率高达16/18位;PMAC在实际的运动之前,先进行预运算,将不同的运动轨迹按某种模式(如:PMAC具有内置PLC,可以在后台同时运行32个异步PLC程序,同时PMAC提供了非专用的数字输入/输出口,利用这些I/O口可以完成机床的逻辑控制,控制面板的操作、位置反馈、手轮及主轴的操作等。

如何编写PMAC程序

下面我们来看如何编写PMAC程序.

要在PMAC上运行程序必须首先定义一个坐标系,可以用“&”+“坐标系号”来指定一个坐标系,如:&1表示指向1#坐标系。一个坐标系里最多可以定义八个轴,轴的名称可用X、Y、Z、A、B、C、U、V、W八上字母中任何一个来指定,坐标轴和电机可以是一对一的关系,也可以是一对多的关系,例如设3#电机的编码盘线数为N,丝杠的螺距为lmm,则设定电机的语句为:,它表示X轴方向上前进1mm,对应3#电机正转线。将电机定义成一对多的关系,则可以使得电机的实际运动成为几个坐标的线性组合,例如:#1->10000X+10000Y+5000Z+8000是将1#电机定义成X、Y和Z的线性组合。

我们已经知道PMAC是一台具有独立内存、独立运算操作能力的计算机,它内部有一套自己的语言,类似于Basic和Pascal这样的高级计算机语言,也类似于G代码程序,它有一个计算机语言的计算和逻辑结构,运行复本结构时又非常像机器语言,程序中的数值能够被指定为常数或表达式,而且通过设置可以让PMAC接受G代码程序。

PMAC允许执行RS-274标准的NC代码程序,把G、M、T和H代码作为子程序来调用。例如,PMAC运动程序中遇到带有一个值的字母G,它将认为这是调用运动程序10n0的命令,其中n是G后带的值的百位上的数值。去掉百位的值(数学运算上用100取模)表示在程序10n0中将要跳转的行标(该值乘上1000用来指定行标的数值)。当遇到一个返回语句时,它将返回调用它的程序。如G03将导致跳转至PROG 1000的N3000,G115将导致跳转至PROG1010的N15000。M代码也是一样,所不同的是它们所用的是PROG 10n1,T代码用到的是PROG 10n2,H代码使用的是PROG 10n3。用户通过编写自己的运动程序10n0到10n3,可以将NC代码赋予不同的含义,实现自己期望的功能。

PMAC中的变量及其作用

在PMAC程序中使用的变量都需要预先定义,有四类变量:I变量、Q变量、P变量和M变量,它们的功能是不同的;I变量是已预先定义的与电机和坐标系有关的参量,Q变量和P变量未预先定义,程序可用;M变量,定义对内存和I/O端口的映射。

PMAC运动程序中的许多指令在本质上是模态的,这些指令中就包括运动模式,它指定了一个运动命令将产生怎么类型的轨迹,比如LINEAR,RAPID,CIRCLE,PVT和SPLINE等,运动可以用INC和ABS命令来指定为增量模式或绝对模式,可以每根轴单独选择,运动时间(TA,TS和TM)和速度(F),也可以在模态命令中得到实施。模态命令将应该在其影响到的命令之前,或作为这些运动命令中的第一位而处在同一行上。

PMAC的双端口RAM(简称DPRAM)

双端口RAM(简称DPRAM)是PMAC的一个选件,它为主机和PMAC提供了可以共享的高速内存区,利用DPRAM可以实现主机和PMAC之间的高速不需“握手”的数据交换,DPRAM为以下数据提供了存储空间:

1)      主机到PMAC的数据:

电机的指令位置,电机指令速度,机床在线命令,运动程序中的控制变量值。

2)      从PMAC到主机的数据:

电机状态变量,电机的实际位置,电机的实际速度,电机的实际加速度,电机的跟随误差,机床及控制面板的开关量,手摇脉冲发生器的脉冲数值。

在PMAC中,PLC程序以一定的时间间隔运行,在PLC程序中,可以读出上述数据,经过简单的转换再将数据写入到DPRAM中,主机就可以读出数据并进行处理。

由于DPRAM为主机和PMAC提供了共享内存,因此可以在DPRAM中定义实时监控的变量,由主机实时显示出来,并联机床数控系统中的实时显示变量定义如表3.1所示。

M变量

地址

意义

M200

F:$200

X坐标值

M201

F:$201

Y坐标值

M202

F:$202

Z坐标值

M203

F:$203

A角度值

M204

F:$204

C角度值

M205

F:$205

1杆杆长

M206

F:$206

2杆杆长

M207

F:$207

3杆杆长

M208

F:$208

运动平台中心到刀具摆轴中心距离

M209

F:$209

刀具中心点到刀具摆轴中心距离

M210

F:$210

进给速度值

M211

F:$211

主轴速度值

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