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AT6450

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2024年9月11日发(作者:才晴虹)

维普资讯

电气传动2002年第2期 

AT6450在数控切管机中的应用 

天津大学王晓远车延博李宝林 

天津理I学院华岩 

摘薹:文章详细舟绍自动切营机系统的软件体系 建立r币同切割娄 的统一数学模型・根据切管机r艺 

要求,采 c语言和6000语言混编的方式,使其成为功能完善的系统 AT6450的战功应用.对其它伺服控制嚣 

的推』 也将有较大参考价值 

关■词 自动切管机相贯线多轴伺服控制器 

Application of AT6450 in NC Pipe—cutting Machine 

Wang Xiaoyuan Che Yanbo Li Baolin Hua Yan 

Abstract The software of the Autoa ̄atic Pipe~£【ing Machine is desc ribed m detail in this paper and cI 

tugether. 畔r c1 mathematics modeI for different cases is establisbed.UHing C language and 6000 langu 

APC Machine ̄ystem Is made to n1ce【the technique demands The successfuI application of Aq、6460 Rl ̄ly he a 

 ̄ample 0f 0t c tyce tcvo controller A comlzanEo ̄caper describes t hardware oE the APc Machine. 

一t rolI r Keywo ̄s RUtomatic pipe—cutting machine intersecting curve multi axis e…

1 引言 

自动切管机是多轴联动系统,在不同的工作 

模式下有不同的工艺功能要求,宜选用多轴伺服 

控制器作为其控制核心。AT6450可对任何标准 

±IOV模拟输入的伺服驱动系统实现任意复杂的 

多轴控制。在介绍了自动切管机的硬件系统 和 

AT6450的技术特,征_ 以后,本文将围绕AT6450 

对自动切管机的功能实现.介绍其软件体系。 

AT6450采用6000系列命令语言(6000 Se— 

ries Command Language)为软操作系统,在应用 

AT6450卡前,必须首先由AT6450.EXE下载其 

操作系统AT6450.OPS 在WINDOWS或IX)S 

环境下可采用多种高级语言对AT6450进行编 

程 根据现场工作条件,本系统在DOS环境下采 

用c语言编制友好交互界面;对板卡则采用6000 

系列语言编程实现对硬件的操作。如图l所示+自 

动切管机系统软件包括PC软件和6000软件两 

大部分,多CPU多语言协调编程使切管机更能 

符合工艺要求。 

×2—1.2。如果实际的压力值与设定的压力值有 

点误差,稍微增大或减小F96的值即可 

时控制参数与所设定的压力值相吻台?首先按调 

整各时间段设定好压力值 然后通过F90选定相 

应的反馈量输入通道。给定量输入通道不起作用, 

F88随意定一个 不与Fg0冲突即可 F91、F92、 

F93均设为0,F94设为多少都不起作用,其实它 

已内定为100 ,就按出厂设定值不改变。关键是 

F95、F96值的设定 不论反馈输入的最大反馈量 

多少,F95都可以设置为100 ,F96一压力表的 

最大量程×10 V×F95/压力表的最大电压值。例 

如,0.6 MPa远传压力表的最大量程为0.6 MPa. 

最大电压值5 V,F96=0.6×10×1∞ /6—0.6 

4 结束语 

在实际应用中.将压力反馈及闭环控制参数 

设置按以上方法处理.既量化又简便 应用起来得 

心应手.降低了成本且提高了调试的教率。 

’考文献 

1 肖赍江TD2t00系列供水专用变额器用户手册.深圳:2000 

授藉百耵 丽 玎 

61 

维普资讯

电气{睾曲2002年第2期 

曼 ~

妾_亳蔓 蹩 

. 

围l系统软件塘梅 

2模型选择及计算 

包括PI PI.C、PI PI ATE.C、MITER.C、 

CMODEI .C等4个子程序,分别对应管管、管 

板、Miter接头和多管一板4种相贯切割类型 

2.1统一数学模型口, 

多管、板相贯类型为例,设原始数据:被切管 

直径 、壁厚t;第i根相贯管的直径 、轴交角 、 

扭转角 、偏心值A 和错心值‰则以被切管弧 

线圆心角0为自变量,被切管内表面相贯线的 

坐标为 

√(d /2)!一[(d--2t)sin(8-- .)/2--A] 

一 

而丁 而 西 面面 

(1) 

实际切割角 由经验公式确定。 

tan ̄:tall(90。一 一p)/cosfarctan 

{[cosecos ̄in( 一 .)+ 

COS( 一 )sin /cos9 s[na.} (2) 

被切管外表面轮廓线方程 

*一 一£・tan go (3) 

其中: ( )——相贯管柱面弧线的圆心角; 

go( )——按API规范定义的两面角; 

p——坡口角。 

9=arcsin[(d--2 )sin( 一届)/d.+2A./d ](4) 

cosgt ̄COS( 一届)cost COSe,-sin( 一 .)sinT 

( ) 

按API规范,gt ̄90。时,P一45。;gt ̄90。时,P 

g ̄/2 (6) 

管管相贯、管一板相贯及Miter接头相贯作 

为多管、板相贯线的特例,其算法由上述多管、板 

相贯的统一数学模型推出。 

2.2误差控制 

自动切管实际是以直代曲的过程,分点数目 

决定了直线与弧线的逼近程度。根据预定分点数 

62 

目(取900点),确定初始分点间隔,对每一分点进 

行直线与弧线的逼近程度控制,即误差控制。如果 

不满足误差控制条件.则在局部调整分点间隔.直 

至满足误差控制条件,而后又恢复初始分点间隔. 

并继续进行误差控制。若将相邻两点的弧线段中 

点和直线段中点的间距不大于0.005 mm作为误 

差控制条件,实践证明,对于 1 000[Tim以下的 

管子,足以满足工程精度要求。 

2.3生成切割数据 

实际切割是割炬在被切管外表面沿圆周(R 

轴向)和轴线( 轴向)运动并偏转(7’轴向)完成。 

若以直代曲过程的分点数目为900.则自变量0 

每步递增0.4。、由数学模型(1)~(6),并根据最 

大 坐标原则口 ,求出各分点的坐标.即为每步 

0、x、X 及 的值。这些数据町供在屏幕上生成 

相贯线图形。 

割炬由三轴电机驱动在第i步到达坐标为 

( ..X…㈣)的第,分点。AT6450给各轴驱动单元 

的数据实际是每步各电机应执行的距离(或脉冲 

数) 软件中计算相邻分点闻三轴坐标的增量△ 、 

zlX 、0 ,分别乘以实测出的各轴距离脉冲当量 

(ScaleR、ScaleX、Scale71)转化成各轴每步位置给 

定脉冲数后,记人三轴联动轨迹增量数据文件。 

3人机交互程序 

人机交互程序主要是主控界面及操作流程的 

设计,包括按键处理、界面显示等模块 

按键处理模块对系统功能键进行处理,实现 

表1所示功能。程序在鉴别按键后.对相关变量进 

行判断决策进而向AT6450下发命令。如工作模 

式变量C MoDE—l、2、3分别表示MAN、PRE 

SET、AUTO模式;各轴运行状态变量x IN 

MOVE、R IN MOVE、T IN MOVE为真表 

示该轴处于运动状态i数据载^板卡变量DATA 

ON CARD表示板卡上是否已装三轴联动轨 

迹增量数据。 

界面显示模块用于绘制各种模型典型图、计 

算生成的相贯线轨迹、主控界面等 

人机交互程序调用SendAT6450Block(ad 

dress,command)直接向AT6450发出指令,执行 

相应的动作或6000程序.例如发出INTHW命令 

来允许/禁止相应中断j调用void download(char 

*file)将文本文件形式的6000程序下载到 

AT6450上。 

维普资讯

表1切管机操作功能譬 

工作模式 

功能键 

MAN PRESET AUT() 

F1 X 单轴定位 自动切割f 

继续切割 

F2 _三轴同时 伍 单轴回位 措轨迹回切 

F3 循环选择工作模式 

F 、F5 选择切割模型 X X 

录^数据. X X 

计算轨迹 

顼览轨迹 X X 

X 选择操作轴 X 

ES(: 系统退出 X 暂停 

往:X表示在该模式下该键无效。 

4 AT6450的C语言编程 

AT6450卡的C语言编程包括命令下载程 

序、FSR读取程序和中断处理程序 

4.1命令下载程序 

命令下载程序void download(char*file)将 

个文本文件下装到AT6450上 该文本文件可 

以是6000系列语言指令,也可以是各轴数据。在 

本系统中,该工具函数被调用以下载AT645O卡 

的6000语言程序文件和三轴联动轨迹增量数据 

文件。 

4.2快速寄存器读取程序 

快速寄存器(FSR)读取程序首先将地址指针 

指向所要读取的快速寄存器;其次判断板卡的 

FSR中的内容是否已被更新.只有当寄存器中的 

内容被更新之后所读取的内容才是正确的;最后 

读取FSR中的内容。 

本系统中,该工具函数被下述函数调用实现 

各自的功能:函数inmove()判断各轴是否在运 

动;函数Input Status()判断点动模式是否打 

开;函数ITM

DC

..

OK()判断直流电源输出是 

否准备好;函数SERVO READY()判断伺服装 

置是否准备好 

4.3中断处理 

为实现切割状态的实时显示.利用了 

AT645O卡的中断功能。本系统使用IRQ5中断 

请求线,对下述6个中断源条件 :响应:切割结束 

(END CUTTING)、回位结束(END BACK)、 

复位结束(END HOME)分别对应1#、2#、3# 

强行软件中断;R轴运行结束(R MOTION 

电气传动2002年第2期 

COMPI ETE) X轴运行结束(X

MOTION 

COMPI ETE)、T轴运行结束fT M()TI() 

COMPI ETE)为“轴运动完成”中断,对应 

INTHW指令的第29、30、31位。 

幽数do isr(address,*isr)、undo isr(ad— 

dress)和中断服务程序AT6400 isr()按下述步 

骤实现AT6n50中断过程:①将ISR地址写入 

80X86中断向量表;②使能8259中断控制器中的 

硬件中断IRQ0 ̄IRQ15;@使能AT6450内的中 

断源:④中断服务程序(ISR)鉴别中断、处理中 

断、清除中断并将中断结束码(0X20)送8259中 

断控制器;⑤禁止AT6450内的中断源,即将中断 

使能寄存器(bit 4)置为0;@关闭8259中的所有 

中断;⑦恢复原中断向量表。 

中断处理根据不同的中断条件将相关变量置 

真(TRUE)或假(FAI SE),供人机交互程序判断 

决策。 

5 AT645O的6000语言程序 

所谓6000程序是用AT6450专用编程语言 

6000系列语言编制的指令序列。它们以文本 

文件的形式存于硬盘中.运行时由 命令下载程 

序”下装到AT6450的RAM中。本系统中有初始 

化设置文件(rdsetup txt).回位文件(homeway. 

tXt)、修正切割文件(baekway.txt1和自动切割文 

件(readout.txt)。这些程序直接对硬件进行操作, 

当需要执行相应功能时,由人机交互程序下达命 

令执行,从而能够直接控制硬件。 

5.1板卡设置 

初始设置程序rdsetup设置AT6450板卡的 

伺服采样频率、各伺服增益参数、选择反馈装置及 

其分辨率等,例如INDAX3使得板卡只对3个轴 

控制,SMPER0设置最大位置允许误差,PIV&F 

参数保证精度。 

5.2 MAN模式下点动功能的实现 

利用可编程输入的点动(JOG)功能INFNCi 

<d>f, 一_,、K、L。首先由指令JOGA、jo. 

GAD、JoGVH、JOGVI 设置轴l,2.3的点动加 

速度、减速度、高速值和低速值。 

OPB上按键FOR、REV分别连入可编程输 

入的6、7,实现 轴正、正反向旋转.编程如下: 

INFNC6--1』 定义8#输人为R轴正向运动 

INFNC7—1K 定卫7 输^为R轴正向运动 

按键RT、LT分别连可编程输入的8、9,实现 

63 

维普资讯

电气传动2002年弟2期 

轴正反向偏转,编程类似。 

按键HRP、I RP、HI P、I l|P通过简单逻辑电 

路.产生3路信号分别连可编程输入的3、4、5.实 

现 轴左右向高低速运动,编程如下: 

INFNC3 2J 定义3#输人为x轴正向运动 

INFNC 4 2K 定义4#输人为X轴反向运动 

INFNC 5 2I 定义5“输人为X轴速度选择 

最后用户选择MAN模式时由人机交互程序 

下发指令JOGlll以允许点动.否则下发JOG000 

指令予以禁止。 

5.3回位功能实现 

程序HMSETUP设置3轴的回位加速度 

(HOMA)、回位减速度(HOMAD)、回位速度 

(HoMV)、回位虽终速度(HOMVF)、回位级别 

(HOMI VI )等参数。 

MAN模式下的3轴同时回位,由程序HM 

START实现,其HMSTART的主体如下:DEF 

HMSTART/H0Ml00/T2/intsw3/END。其中 

HOMl00设置了3轴的复位方向后延时2 S.并 

产生3#强行软件中断。人机交互程序向AT6450 

发出HMsTART指令,3轴同时回位就开始执 

行。 

PRESET模式下的单轴回位由上位程序直 

接向AT6450发出该轴回位的指令,如H0Mlxx 

表示月轴回位,而 、 轴不变。 

5.4 AUT0模式下的功能实现 

5.4.1自动切割 

存储在硬盘上的3轴联动轨迹增量数据下装 

到AT6450上,记为DATl。自动切割程序RD 

OUT逐步读出数据,作为3个轴的给定距离,作 

线性插补.直至全部数据读出时结束。自动切割完 

毕后生成l#强行软件中断。其主体如下: 

DEF RDOUT/datptrl,l,l,/repeat/pv 

(VAR9)/d(dat1),(dat1),(dot1)/golll1/until 

(DPTR—1)/datptrl,l,1/inlswl/END。 

路径速度VAR9的值由OPB上SUP加速 

键和SDN减速键在线调整,保证坡口光洁度。 

5.4.2修正切割 

若操作不当,发现钢管设有切割透时,可按 

ESC键暂停,此时由上位程序向AT6450发出指 

令,执行BACKWAY程序。 

DEF BACKWAY/if(dplr>6)/repeat./pv 

(VAR9)/var2=dptr一6/datrstl,(var2)/var3一 

1*(dat1)/vat4一一1*(dat1)/var5一一1* 

64 

(dat1)l,d(var3),(var4),(var5)i'go/11l,.;'until 

(dplr<6)/'nif/datrst1,l/intsw2/END 

该子程序将数据指针自当前位置向回移动. 

循环以VAR 9的值作为路径速度(PATH VE一 

1.OClTY),并从DAT1中读3个数取反作为3个 

轴的给定距离.作线性插补,直至数据指针DPTR 

一1表示全部数据读出时结束。网切完毕.生成2 

#强行软件中断。这样.3轴联动沿原轨迹坡口回 

切 

修正完毕按ESC键暂停.后立即由上位程序 

向AT645O发出指令.执行GOON程序:DEF 

GOON/var2一dptr/'datrst 1.(var2).;"repeat PV 

(VAR9)/'d(dot1).(dat1).(dot1))/gol111i'unti] 

(DPTR一1)/datptr1.1,l,/intswl/END 

该子程序将数据指针自当前位置向前移动. 

使继续沿轨迹自动切割。完毕后.生成l#强行软 

件中断 

6结语 

1)介绍了统一数学模型的软件实现和误差控 

制.提供3轴联动轨迹增量数据。 

2)人机交互程序保证界面友好.操作方便。 

3)AT6450的C语言编程为人机交互程序提 

供访问板卡的工具。 

4)AT645O中断的使用实时显示切割状态 

5)AT6450的6000语言很方便地实现点动、 

回位、自动切割、修正切割功能。 

总之,结合AT6450对自动切管机功能的实 

现作了比较详细的论述.这对其它伺服控制器的 

应用也有较大的借鉴价值。两年多的实际应用,也 

证明统一数学模型的正确性。 

参考文-I 

l 王硗远,车延博等AT6'i50在数控切昔机中的应用(硬件部 

分) 

2 PARKER HANNIF1N )RPORA 1、ION.AT6250&AT6453 

Multi—Axis Servo Controller Us G ide.1 g94 

3贾安东等.切割多管、板相贯城口的改进方祛 电焊机.1 999. 

(2) 

4 PARKER HANNIFIN CORPORATION.6000 Series Progra 

Dirtier’s Guide.1 995 

5 PARKER HANNIFIN CORPORATION 6000 SeHes Soft 

…Refer ̄nce Guide 1995 

6天津大学,中海石油平台制造蛰司.PIPE YMW1 000AM数控 

切昔机系统说明书1 997 

硬幂百丽 丽T=丽 

2024年9月11日发(作者:才晴虹)

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电气传动2002年第2期 

AT6450在数控切管机中的应用 

天津大学王晓远车延博李宝林 

天津理I学院华岩 

摘薹:文章详细舟绍自动切营机系统的软件体系 建立r币同切割娄 的统一数学模型・根据切管机r艺 

要求,采 c语言和6000语言混编的方式,使其成为功能完善的系统 AT6450的战功应用.对其它伺服控制嚣 

的推』 也将有较大参考价值 

关■词 自动切管机相贯线多轴伺服控制器 

Application of AT6450 in NC Pipe—cutting Machine 

Wang Xiaoyuan Che Yanbo Li Baolin Hua Yan 

Abstract The software of the Autoa ̄atic Pipe~£【ing Machine is desc ribed m detail in this paper and cI 

tugether. 畔r c1 mathematics modeI for different cases is establisbed.UHing C language and 6000 langu 

APC Machine ̄ystem Is made to n1ce【the technique demands The successfuI application of Aq、6460 Rl ̄ly he a 

 ̄ample 0f 0t c tyce tcvo controller A comlzanEo ̄caper describes t hardware oE the APc Machine. 

一t rolI r Keywo ̄s RUtomatic pipe—cutting machine intersecting curve multi axis e…

1 引言 

自动切管机是多轴联动系统,在不同的工作 

模式下有不同的工艺功能要求,宜选用多轴伺服 

控制器作为其控制核心。AT6450可对任何标准 

±IOV模拟输入的伺服驱动系统实现任意复杂的 

多轴控制。在介绍了自动切管机的硬件系统 和 

AT6450的技术特,征_ 以后,本文将围绕AT6450 

对自动切管机的功能实现.介绍其软件体系。 

AT6450采用6000系列命令语言(6000 Se— 

ries Command Language)为软操作系统,在应用 

AT6450卡前,必须首先由AT6450.EXE下载其 

操作系统AT6450.OPS 在WINDOWS或IX)S 

环境下可采用多种高级语言对AT6450进行编 

程 根据现场工作条件,本系统在DOS环境下采 

用c语言编制友好交互界面;对板卡则采用6000 

系列语言编程实现对硬件的操作。如图l所示+自 

动切管机系统软件包括PC软件和6000软件两 

大部分,多CPU多语言协调编程使切管机更能 

符合工艺要求。 

×2—1.2。如果实际的压力值与设定的压力值有 

点误差,稍微增大或减小F96的值即可 

时控制参数与所设定的压力值相吻台?首先按调 

整各时间段设定好压力值 然后通过F90选定相 

应的反馈量输入通道。给定量输入通道不起作用, 

F88随意定一个 不与Fg0冲突即可 F91、F92、 

F93均设为0,F94设为多少都不起作用,其实它 

已内定为100 ,就按出厂设定值不改变。关键是 

F95、F96值的设定 不论反馈输入的最大反馈量 

多少,F95都可以设置为100 ,F96一压力表的 

最大量程×10 V×F95/压力表的最大电压值。例 

如,0.6 MPa远传压力表的最大量程为0.6 MPa. 

最大电压值5 V,F96=0.6×10×1∞ /6—0.6 

4 结束语 

在实际应用中.将压力反馈及闭环控制参数 

设置按以上方法处理.既量化又简便 应用起来得 

心应手.降低了成本且提高了调试的教率。 

’考文献 

1 肖赍江TD2t00系列供水专用变额器用户手册.深圳:2000 

授藉百耵 丽 玎 

61 

维普资讯

电气{睾曲2002年第2期 

曼 ~

妾_亳蔓 蹩 

. 

围l系统软件塘梅 

2模型选择及计算 

包括PI PI.C、PI PI ATE.C、MITER.C、 

CMODEI .C等4个子程序,分别对应管管、管 

板、Miter接头和多管一板4种相贯切割类型 

2.1统一数学模型口, 

多管、板相贯类型为例,设原始数据:被切管 

直径 、壁厚t;第i根相贯管的直径 、轴交角 、 

扭转角 、偏心值A 和错心值‰则以被切管弧 

线圆心角0为自变量,被切管内表面相贯线的 

坐标为 

√(d /2)!一[(d--2t)sin(8-- .)/2--A] 

一 

而丁 而 西 面面 

(1) 

实际切割角 由经验公式确定。 

tan ̄:tall(90。一 一p)/cosfarctan 

{[cosecos ̄in( 一 .)+ 

COS( 一 )sin /cos9 s[na.} (2) 

被切管外表面轮廓线方程 

*一 一£・tan go (3) 

其中: ( )——相贯管柱面弧线的圆心角; 

go( )——按API规范定义的两面角; 

p——坡口角。 

9=arcsin[(d--2 )sin( 一届)/d.+2A./d ](4) 

cosgt ̄COS( 一届)cost COSe,-sin( 一 .)sinT 

( ) 

按API规范,gt ̄90。时,P一45。;gt ̄90。时,P 

g ̄/2 (6) 

管管相贯、管一板相贯及Miter接头相贯作 

为多管、板相贯线的特例,其算法由上述多管、板 

相贯的统一数学模型推出。 

2.2误差控制 

自动切管实际是以直代曲的过程,分点数目 

决定了直线与弧线的逼近程度。根据预定分点数 

62 

目(取900点),确定初始分点间隔,对每一分点进 

行直线与弧线的逼近程度控制,即误差控制。如果 

不满足误差控制条件.则在局部调整分点间隔.直 

至满足误差控制条件,而后又恢复初始分点间隔. 

并继续进行误差控制。若将相邻两点的弧线段中 

点和直线段中点的间距不大于0.005 mm作为误 

差控制条件,实践证明,对于 1 000[Tim以下的 

管子,足以满足工程精度要求。 

2.3生成切割数据 

实际切割是割炬在被切管外表面沿圆周(R 

轴向)和轴线( 轴向)运动并偏转(7’轴向)完成。 

若以直代曲过程的分点数目为900.则自变量0 

每步递增0.4。、由数学模型(1)~(6),并根据最 

大 坐标原则口 ,求出各分点的坐标.即为每步 

0、x、X 及 的值。这些数据町供在屏幕上生成 

相贯线图形。 

割炬由三轴电机驱动在第i步到达坐标为 

( ..X…㈣)的第,分点。AT6450给各轴驱动单元 

的数据实际是每步各电机应执行的距离(或脉冲 

数) 软件中计算相邻分点闻三轴坐标的增量△ 、 

zlX 、0 ,分别乘以实测出的各轴距离脉冲当量 

(ScaleR、ScaleX、Scale71)转化成各轴每步位置给 

定脉冲数后,记人三轴联动轨迹增量数据文件。 

3人机交互程序 

人机交互程序主要是主控界面及操作流程的 

设计,包括按键处理、界面显示等模块 

按键处理模块对系统功能键进行处理,实现 

表1所示功能。程序在鉴别按键后.对相关变量进 

行判断决策进而向AT6450下发命令。如工作模 

式变量C MoDE—l、2、3分别表示MAN、PRE 

SET、AUTO模式;各轴运行状态变量x IN 

MOVE、R IN MOVE、T IN MOVE为真表 

示该轴处于运动状态i数据载^板卡变量DATA 

ON CARD表示板卡上是否已装三轴联动轨 

迹增量数据。 

界面显示模块用于绘制各种模型典型图、计 

算生成的相贯线轨迹、主控界面等 

人机交互程序调用SendAT6450Block(ad 

dress,command)直接向AT6450发出指令,执行 

相应的动作或6000程序.例如发出INTHW命令 

来允许/禁止相应中断j调用void download(char 

*file)将文本文件形式的6000程序下载到 

AT6450上。 

维普资讯

表1切管机操作功能譬 

工作模式 

功能键 

MAN PRESET AUT() 

F1 X 单轴定位 自动切割f 

继续切割 

F2 _三轴同时 伍 单轴回位 措轨迹回切 

F3 循环选择工作模式 

F 、F5 选择切割模型 X X 

录^数据. X X 

计算轨迹 

顼览轨迹 X X 

X 选择操作轴 X 

ES(: 系统退出 X 暂停 

往:X表示在该模式下该键无效。 

4 AT6450的C语言编程 

AT6450卡的C语言编程包括命令下载程 

序、FSR读取程序和中断处理程序 

4.1命令下载程序 

命令下载程序void download(char*file)将 

个文本文件下装到AT6450上 该文本文件可 

以是6000系列语言指令,也可以是各轴数据。在 

本系统中,该工具函数被调用以下载AT645O卡 

的6000语言程序文件和三轴联动轨迹增量数据 

文件。 

4.2快速寄存器读取程序 

快速寄存器(FSR)读取程序首先将地址指针 

指向所要读取的快速寄存器;其次判断板卡的 

FSR中的内容是否已被更新.只有当寄存器中的 

内容被更新之后所读取的内容才是正确的;最后 

读取FSR中的内容。 

本系统中,该工具函数被下述函数调用实现 

各自的功能:函数inmove()判断各轴是否在运 

动;函数Input Status()判断点动模式是否打 

开;函数ITM

DC

..

OK()判断直流电源输出是 

否准备好;函数SERVO READY()判断伺服装 

置是否准备好 

4.3中断处理 

为实现切割状态的实时显示.利用了 

AT645O卡的中断功能。本系统使用IRQ5中断 

请求线,对下述6个中断源条件 :响应:切割结束 

(END CUTTING)、回位结束(END BACK)、 

复位结束(END HOME)分别对应1#、2#、3# 

强行软件中断;R轴运行结束(R MOTION 

电气传动2002年第2期 

COMPI ETE) X轴运行结束(X

MOTION 

COMPI ETE)、T轴运行结束fT M()TI() 

COMPI ETE)为“轴运动完成”中断,对应 

INTHW指令的第29、30、31位。 

幽数do isr(address,*isr)、undo isr(ad— 

dress)和中断服务程序AT6400 isr()按下述步 

骤实现AT6n50中断过程:①将ISR地址写入 

80X86中断向量表;②使能8259中断控制器中的 

硬件中断IRQ0 ̄IRQ15;@使能AT6450内的中 

断源:④中断服务程序(ISR)鉴别中断、处理中 

断、清除中断并将中断结束码(0X20)送8259中 

断控制器;⑤禁止AT6450内的中断源,即将中断 

使能寄存器(bit 4)置为0;@关闭8259中的所有 

中断;⑦恢复原中断向量表。 

中断处理根据不同的中断条件将相关变量置 

真(TRUE)或假(FAI SE),供人机交互程序判断 

决策。 

5 AT645O的6000语言程序 

所谓6000程序是用AT6450专用编程语言 

6000系列语言编制的指令序列。它们以文本 

文件的形式存于硬盘中.运行时由 命令下载程 

序”下装到AT6450的RAM中。本系统中有初始 

化设置文件(rdsetup txt).回位文件(homeway. 

tXt)、修正切割文件(baekway.txt1和自动切割文 

件(readout.txt)。这些程序直接对硬件进行操作, 

当需要执行相应功能时,由人机交互程序下达命 

令执行,从而能够直接控制硬件。 

5.1板卡设置 

初始设置程序rdsetup设置AT6450板卡的 

伺服采样频率、各伺服增益参数、选择反馈装置及 

其分辨率等,例如INDAX3使得板卡只对3个轴 

控制,SMPER0设置最大位置允许误差,PIV&F 

参数保证精度。 

5.2 MAN模式下点动功能的实现 

利用可编程输入的点动(JOG)功能INFNCi 

<d>f, 一_,、K、L。首先由指令JOGA、jo. 

GAD、JoGVH、JOGVI 设置轴l,2.3的点动加 

速度、减速度、高速值和低速值。 

OPB上按键FOR、REV分别连入可编程输 

入的6、7,实现 轴正、正反向旋转.编程如下: 

INFNC6--1』 定义8#输人为R轴正向运动 

INFNC7—1K 定卫7 输^为R轴正向运动 

按键RT、LT分别连可编程输入的8、9,实现 

63 

维普资讯

电气传动2002年弟2期 

轴正反向偏转,编程类似。 

按键HRP、I RP、HI P、I l|P通过简单逻辑电 

路.产生3路信号分别连可编程输入的3、4、5.实 

现 轴左右向高低速运动,编程如下: 

INFNC3 2J 定义3#输人为x轴正向运动 

INFNC 4 2K 定义4#输人为X轴反向运动 

INFNC 5 2I 定义5“输人为X轴速度选择 

最后用户选择MAN模式时由人机交互程序 

下发指令JOGlll以允许点动.否则下发JOG000 

指令予以禁止。 

5.3回位功能实现 

程序HMSETUP设置3轴的回位加速度 

(HOMA)、回位减速度(HOMAD)、回位速度 

(HoMV)、回位虽终速度(HOMVF)、回位级别 

(HOMI VI )等参数。 

MAN模式下的3轴同时回位,由程序HM 

START实现,其HMSTART的主体如下:DEF 

HMSTART/H0Ml00/T2/intsw3/END。其中 

HOMl00设置了3轴的复位方向后延时2 S.并 

产生3#强行软件中断。人机交互程序向AT6450 

发出HMsTART指令,3轴同时回位就开始执 

行。 

PRESET模式下的单轴回位由上位程序直 

接向AT6450发出该轴回位的指令,如H0Mlxx 

表示月轴回位,而 、 轴不变。 

5.4 AUT0模式下的功能实现 

5.4.1自动切割 

存储在硬盘上的3轴联动轨迹增量数据下装 

到AT6450上,记为DATl。自动切割程序RD 

OUT逐步读出数据,作为3个轴的给定距离,作 

线性插补.直至全部数据读出时结束。自动切割完 

毕后生成l#强行软件中断。其主体如下: 

DEF RDOUT/datptrl,l,l,/repeat/pv 

(VAR9)/d(dat1),(dat1),(dot1)/golll1/until 

(DPTR—1)/datptrl,l,1/inlswl/END。 

路径速度VAR9的值由OPB上SUP加速 

键和SDN减速键在线调整,保证坡口光洁度。 

5.4.2修正切割 

若操作不当,发现钢管设有切割透时,可按 

ESC键暂停,此时由上位程序向AT6450发出指 

令,执行BACKWAY程序。 

DEF BACKWAY/if(dplr>6)/repeat./pv 

(VAR9)/var2=dptr一6/datrstl,(var2)/var3一 

1*(dat1)/vat4一一1*(dat1)/var5一一1* 

64 

(dat1)l,d(var3),(var4),(var5)i'go/11l,.;'until 

(dplr<6)/'nif/datrst1,l/intsw2/END 

该子程序将数据指针自当前位置向回移动. 

循环以VAR 9的值作为路径速度(PATH VE一 

1.OClTY),并从DAT1中读3个数取反作为3个 

轴的给定距离.作线性插补,直至数据指针DPTR 

一1表示全部数据读出时结束。网切完毕.生成2 

#强行软件中断。这样.3轴联动沿原轨迹坡口回 

切 

修正完毕按ESC键暂停.后立即由上位程序 

向AT645O发出指令.执行GOON程序:DEF 

GOON/var2一dptr/'datrst 1.(var2).;"repeat PV 

(VAR9)/'d(dot1).(dat1).(dot1))/gol111i'unti] 

(DPTR一1)/datptr1.1,l,/intswl/END 

该子程序将数据指针自当前位置向前移动. 

使继续沿轨迹自动切割。完毕后.生成l#强行软 

件中断 

6结语 

1)介绍了统一数学模型的软件实现和误差控 

制.提供3轴联动轨迹增量数据。 

2)人机交互程序保证界面友好.操作方便。 

3)AT6450的C语言编程为人机交互程序提 

供访问板卡的工具。 

4)AT645O中断的使用实时显示切割状态 

5)AT6450的6000语言很方便地实现点动、 

回位、自动切割、修正切割功能。 

总之,结合AT6450对自动切管机功能的实 

现作了比较详细的论述.这对其它伺服控制器的 

应用也有较大的借鉴价值。两年多的实际应用,也 

证明统一数学模型的正确性。 

参考文-I 

l 王硗远,车延博等AT6'i50在数控切昔机中的应用(硬件部 

分) 

2 PARKER HANNIF1N )RPORA 1、ION.AT6250&AT6453 

Multi—Axis Servo Controller Us G ide.1 g94 

3贾安东等.切割多管、板相贯城口的改进方祛 电焊机.1 999. 

(2) 

4 PARKER HANNIFIN CORPORATION.6000 Series Progra 

Dirtier’s Guide.1 995 

5 PARKER HANNIFIN CORPORATION 6000 SeHes Soft 

…Refer ̄nce Guide 1995 

6天津大学,中海石油平台制造蛰司.PIPE YMW1 000AM数控 

切昔机系统说明书1 997 

硬幂百丽 丽T=丽 

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