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基于板卡的兩軸運動控制系統(tǒng)

發(fā)布時間:2007/8/15 0:00:00 訪問次數(shù):904

[關(guān)鍵詞]步進電機 MPC01 運動控制卡
1.概述
兩軸運動控制系統(tǒng) 在許多自動化設(shè)備中都有應(yīng)用,如 X-Y 臺控制 ,醫(yī)療器械(如 X 光機)等。常用的上位控制單元有自開發(fā)單片機系統(tǒng)、具有運動控制功能的專用 PLC (如松下 FP0 )等。本文介紹一種更具開放性、控制更靈活的上位控制單元——運動控制卡。
兩軸運動控制系統(tǒng)的執(zhí)行電機多采用步進電機或全數(shù)字式伺服電機。 MPC01 運動控制卡是步進機電公司開發(fā)的基于 PC 機 ISA 總線的步進或數(shù)字式伺服電機的上位控制單元。它與 PC 機構(gòu)成主從式控制結(jié)構(gòu): PC 機負責 人機交互界面的管理和控制系統(tǒng)的實時監(jiān)控等工作; MPC01 卡完成運動控制的細節(jié)(包括脈沖和方向信號的輸出、自動升降速處理、原點和限位等信號的檢測等)。
下圖為一個簡單 的兩軸運動控制系統(tǒng) 控制電路接線圖:


 

2.兩軸運動 系統(tǒng)的基本運動型式及實現(xiàn)方法
1 . 獨立運動
所謂獨立運動 指各軸的 運動之間沒有聯(lián)動關(guān)系,可以是單軸運動,也可以是 兩軸同時 按各自的速度運動。點 位運動 、連續(xù)運動都屬于獨立運動。
( 1 )點 位運動 函數(shù)
點 位運動 是指 被控軸以各自 的速度分別移動指定的距離,在到達目標位置時自動停止。在 MPC01 函數(shù)庫中共提供了六個點 位運動 指令函數(shù):
int con_pmove ( int ch , long step ); /* 一個軸以常速 做點 位運動 */
int fast_pmove ( int ch , long step ); /* 一個軸以快速 做點 位運動 */
int con_pmove2 ( int ch1 , long step1 , int ch2 , long step2 ); /* 兩軸以 常速做點 位運動 */
int fast_pmove2 ( int ch1 , long step1 , int ch2 , long step2 ); /* 兩軸以 快速做點 位運動 */
( 2 )連續(xù)運動函數(shù)
連續(xù)運動是指 被控軸以各自 的速度按給定的方向一直運動,直到碰到限位開關(guān)或調(diào)用制動函數(shù)才會停止。在 MPC01 函數(shù)庫中共提供了六個連續(xù)運動指令函數(shù):
int con_vmove ( int ch , int dir ); /* 一軸以常速 做連續(xù) 運動 */
int fast_vmove ( int ch , int dir ); /* 一軸以快速連續(xù)運動 */
int con_vmove2 ( int ch1 , int dir1 , int ch2 , int dir2 ); /* 兩軸以 常速連續(xù)運動 */
int fast_vmove2 ( int ch1 , int dir1 , int ch2 , int dir2 ); /* 兩軸以 快速連續(xù)運動 */
( 3 )回原點函數(shù)
回原點運動是指 被控軸以各自 的速度按給定的方向一直運動,直到碰到原點信號限位開關(guān)或調(diào)用制動函數(shù)才會停止。在 MPC01 函數(shù)庫中共提供了六個回原點運動指令函數(shù):
int con_hmove ( int ch , int dir ); /* 以常速返回原點 */
int fast_hmove ( int ch , int dir ); /* 以快速返回原點 */
int con_hmove2 ( int ch1 , int dir1 , int ch2 , int dir2 ); /* 兩軸以 常速各自返回原點 */
int fast_hmove2 ( int ch1 , int dir1 , int ch2 , int dir2 ); /* 兩軸以 快速各自返回原點 */
2 .插補運動:插補運動是指 兩軸按照 一定的算法進行聯(lián)動,被控 軸同時 啟動,并同時到達目標位置。插補運動以矢量速度運行,矢量速度分為常矢量速度和梯形矢量速度。與插補運動有關(guān)的函數(shù)有:
( 1 )線性插補函數(shù)
線性插補運動是指 兩個軸以矢量 速度(常矢量速度或梯形矢量速度)作線性聯(lián)動,每個被控軸的運動速度為矢量速度在該軸上的 分速度 ,各個被控 軸同時 啟動,并同時到達目標位置。 MPC01 函數(shù)庫中提供四個線性插補函數(shù):
int con_line2 ( int ch1 , long pos1 , int ch2 , long pos2 );
/* 兩軸做 平面直線運動 */
int fast_line2 ( int ch1 , long pos1 , int ch2 , long pos3 );
/* 兩軸做快速 直線運動 */
( 2 ) 園弧 插補函數(shù)
圓弧插補運動是指 兩個軸以矢量 速度(常矢量速度或梯形矢量速度)沿給定圓弧作聯(lián)動,每個被控軸的運動速度為矢量速度在該軸上的 分速度 ,由于矢量速度的方向在不斷改變,各被控軸的運動 分速度 也在不斷改變。各個被控 軸同時 啟動,并同時到達目標位置,并且兩個軸的合成運動軌跡為給定的圓弧。 MPC01 函數(shù)庫中提供四個圓弧類插補函數(shù):
int arc_certer ( int ch1 , int ch2 , long cen1 , long cen2 , float angle );
/* 兩軸以 常矢量速度做 園弧 插補運動 */
int fast_arc_center ( int ch1 , int ch2 , long cen1 , long cen2 , float angle );
/* 兩軸以 梯形矢量速度做 園弧 插補運動 */
int arc_final ( int ch1 , int ch2 , int dir , long fx , long fy , long radius );
/* 以常矢量速度沿 園弧 運動到指定位置 */
int helical_move ( int CHX , int CHY , int CHZ , long cen1 , long cen2 , float angle , long pitch );
/* 在

[關(guān)鍵詞]步進電機 MPC01 運動控制卡
1.概述
兩軸運動控制系統(tǒng) 在許多自動化設(shè)備中都有應(yīng)用,如 X-Y 臺控制 ,醫(yī)療器械(如 X 光機)等。常用的上位控制單元有自開發(fā)單片機系統(tǒng)、具有運動控制功能的專用 PLC (如松下 FP0 )等。本文介紹一種更具開放性、控制更靈活的上位控制單元——運動控制卡。
兩軸運動控制系統(tǒng)的執(zhí)行電機多采用步進電機或全數(shù)字式伺服電機。 MPC01 運動控制卡是步進機電公司開發(fā)的基于 PC 機 ISA 總線的步進或數(shù)字式伺服電機的上位控制單元。它與 PC 機構(gòu)成主從式控制結(jié)構(gòu): PC 機負責 人機交互界面的管理和控制系統(tǒng)的實時監(jiān)控等工作; MPC01 卡完成運動控制的細節(jié)(包括脈沖和方向信號的輸出、自動升降速處理、原點和限位等信號的檢測等)。
下圖為一個簡單 的兩軸運動控制系統(tǒng) 控制電路接線圖:


 

2.兩軸運動 系統(tǒng)的基本運動型式及實現(xiàn)方法
1 . 獨立運動
所謂獨立運動 指各軸的 運動之間沒有聯(lián)動關(guān)系,可以是單軸運動,也可以是 兩軸同時 按各自的速度運動。點 位運動 、連續(xù)運動都屬于獨立運動。
( 1 )點 位運動 函數(shù)
點 位運動 是指 被控軸以各自 的速度分別移動指定的距離,在到達目標位置時自動停止。在 MPC01 函數(shù)庫中共提供了六個點 位運動 指令函數(shù):
int con_pmove ( int ch , long step ); /* 一個軸以常速 做點 位運動 */
int fast_pmove ( int ch , long step ); /* 一個軸以快速 做點 位運動 */
int con_pmove2 ( int ch1 , long step1 , int ch2 , long step2 ); /* 兩軸以 常速做點 位運動 */
int fast_pmove2 ( int ch1 , long step1 , int ch2 , long step2 ); /* 兩軸以 快速做點 位運動 */
( 2 )連續(xù)運動函數(shù)
連續(xù)運動是指 被控軸以各自 的速度按給定的方向一直運動,直到碰到限位開關(guān)或調(diào)用制動函數(shù)才會停止。在 MPC01 函數(shù)庫中共提供了六個連續(xù)運動指令函數(shù):
int con_vmove ( int ch , int dir ); /* 一軸以常速 做連續(xù) 運動 */
int fast_vmove ( int ch , int dir ); /* 一軸以快速連續(xù)運動 */
int con_vmove2 ( int ch1 , int dir1 , int ch2 , int dir2 ); /* 兩軸以 常速連續(xù)運動 */
int fast_vmove2 ( int ch1 , int dir1 , int ch2 , int dir2 ); /* 兩軸以 快速連續(xù)運動 */
( 3 )回原點函數(shù)
回原點運動是指 被控軸以各自 的速度按給定的方向一直運動,直到碰到原點信號限位開關(guān)或調(diào)用制動函數(shù)才會停止。在 MPC01 函數(shù)庫中共提供了六個回原點運動指令函數(shù):
int con_hmove ( int ch , int dir ); /* 以常速返回原點 */
int fast_hmove ( int ch , int dir ); /* 以快速返回原點 */
int con_hmove2 ( int ch1 , int dir1 , int ch2 , int dir2 ); /* 兩軸以 常速各自返回原點 */
int fast_hmove2 ( int ch1 , int dir1 , int ch2 , int dir2 ); /* 兩軸以 快速各自返回原點 */
2 .插補運動:插補運動是指 兩軸按照 一定的算法進行聯(lián)動,被控 軸同時 啟動,并同時到達目標位置。插補運動以矢量速度運行,矢量速度分為常矢量速度和梯形矢量速度。與插補運動有關(guān)的函數(shù)有:
( 1 )線性插補函數(shù)
線性插補運動是指 兩個軸以矢量 速度(常矢量速度或梯形矢量速度)作線性聯(lián)動,每個被控軸的運動速度為矢量速度在該軸上的 分速度 ,各個被控 軸同時 啟動,并同時到達目標位置。 MPC01 函數(shù)庫中提供四個線性插補函數(shù):
int con_line2 ( int ch1 , long pos1 , int ch2 , long pos2 );
/* 兩軸做 平面直線運動 */
int fast_line2 ( int ch1 , long pos1 , int ch2 , long pos3 );
/* 兩軸做快速 直線運動 */
( 2 ) 園弧 插補函數(shù)
圓弧插補運動是指 兩個軸以矢量 速度(常矢量速度或梯形矢量速度)沿給定圓弧作聯(lián)動,每個被控軸的運動速度為矢量速度在該軸上的 分速度 ,由于矢量速度的方向在不斷改變,各被控軸的運動 分速度 也在不斷改變。各個被控 軸同時 啟動,并同時到達目標位置,并且兩個軸的合成運動軌跡為給定的圓弧。 MPC01 函數(shù)庫中提供四個圓弧類插補函數(shù):
int arc_certer ( int ch1 , int ch2 , long cen1 , long cen2 , float angle );
/* 兩軸以 常矢量速度做 園弧 插補運動 */
int fast_arc_center ( int ch1 , int ch2 , long cen1 , long cen2 , float angle );
/* 兩軸以 梯形矢量速度做 園弧 插補運動 */
int arc_final ( int ch1 , int ch2 , int dir , long fx , long fy , long radius );
/* 以常矢量速度沿 園弧 運動到指定位置 */
int helical_move ( int CHX , int CHY , int CHZ , long cen1 , long cen2 , float angle , long pitch );
/* 在

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