1.2 擴(kuò)展板卡

　　擴(kuò)展板卡即把步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制接口、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制接口、編碼器接口集成在一個(gè)板子上，作為控制數(shù)控銑床的控制卡，來控制步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　機(jī)床目前設(shè)計(jì)為3軸聯(lián)動(dòng)，為未來能擴(kuò)展為5軸，設(shè)計(jì)留有5組接線端子。每組需要兩個(gè)接線端子與驅(qū)動(dòng)器相連（采用單脈沖方式），其中一個(gè)端子通過導(dǎo)線連接步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的CP, 提供給步進(jìn)電機(jī)脈沖信號，控制它轉(zhuǎn)動(dòng)，另一個(gè)接驅(qū)動(dòng)器的CW, 控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，使電機(jī)可以完成正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止動(dòng)作。對電機(jī)的速度控制是通過軟件控制脈沖的輸出頻率實(shí)現(xiàn)的。經(jīng)比較決定選擇三相混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器BD3SFB。因BD3SFB驅(qū)動(dòng)器可兼容兩相、四相和五相的工作方式，且有更高的定位精度，可控制電機(jī)在任意細(xì)分步數(shù)情況下，如6000步/轉(zhuǎn)時(shí)精確定位。 電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器間僅用3根線連接，與交流異步電機(jī)一樣，減少連線出錯(cuò)的可能性。

　　伺服電機(jī)的控制與反饋由驅(qū)動(dòng)器完成，數(shù)控系統(tǒng)只需將指令信號發(fā)送至驅(qū)動(dòng)器中。由處理器的通用I/O口產(chǎn)生伺服電機(jī)的脈沖信號和方向信號。伺服驅(qū)動(dòng)器一般需要差分信號作為輸入，故采用26LS31芯片作為其輸出驅(qū)動(dòng)電路，經(jīng)過光耦的隔離直接連接到伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器上。

　　對步進(jìn)電機(jī)采用開環(huán)控制，但為了將銑刀具體位置呈現(xiàn)給用戶，同時(shí)修正控制及運(yùn)動(dòng)部分不可預(yù)見的誤差，可以在步進(jìn)電機(jī)上安裝編碼器。通過聯(lián)軸器將二者相連。編碼器脈沖信號經(jīng)8253計(jì)數(shù)后可得到被測量的數(shù)字信號，然后經(jīng)地址鎖存器連接到擴(kuò)展總線，由處理器進(jìn)行處理。8253復(fù)用8 位數(shù)據(jù)總線表示計(jì)數(shù)值，處理器先讀低8位后讀高8位，計(jì)數(shù)范圍是0 ~65 535。同時(shí)，鑒向器占用數(shù)據(jù)總線3 位表示各電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向。在單脈沖模式下，編碼器脈沖由D觸發(fā)器CD4013鑒相，處理器通過判斷高低電平得知電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向。為了抗干擾和實(shí)現(xiàn)電氣隔離，在與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的脈沖信號和方向信號的端口連接時(shí)采用了光電隔離器件。D觸發(fā)器鑒相如圖2。