【正文】 分當(dāng)然是運動控制卡。 關(guān)鍵詞：運動控制卡； ； 控制界面；機(jī)械手 Based on the motion control card of two joint mechanical arm control system design ABSTRACT .The two joints of the manipulator control system design, we use control card for design By Microsoft39。s because the movement control CARDS pared with the traditional numerical control device, has many advantages. First of all, the movement control CARDS of easy operation, as long as the simple programming can be on the puter, does not necessarily need very professional CNC software。 Control interface。與此同時，要熟練的掌握機(jī)床需要很長的一段時間，這在某方面也增加了成本和時間的浪費，更嚴(yán)重的問題是傳統(tǒng)的機(jī)床安全防護(hù)裝置的缺失，對于機(jī)床本體狀態(tài)不能實時的監(jiān)控，以及對于工人的安全缺乏保護(hù)。比如數(shù)控機(jī)床造價昂貴、維修成本高，更嚴(yán)重的是，它的通用性差，換了一臺機(jī)床，就無法正常工作了，這使得科研人員又進(jìn)行了改進(jìn)。在當(dāng)今市場的要求下，急需要一種數(shù)字控制系統(tǒng)，它不僅有多樣的功能性，而且通用性也要強，也就是說兼容性好，換臺機(jī)床即使工作本體改變了，但只要 2 更改一下編程，能正常準(zhǔn)確的工作。給使用者一個很大的發(fā)揮空間，可以根據(jù)自身實際需要，添加一些新的功能。再把計算機(jī)上用 VC 編寫的程序，一一的導(dǎo)入到 運動控制卡中，然后就是把運動控制卡、端子板、驅(qū)動器、伺服電機(jī)連接起來，形成一個封閉的環(huán)。 ② 通過調(diào)用 JOG 函數(shù)使平臺能夠?qū)崿F(xiàn)點動。 ⑥ 通過 MapAxis（）這個函數(shù)，實現(xiàn) X 軸與 Y 軸的相應(yīng)的坐標(biāo)映射。除此之外，還有其他部件。通過發(fā)出指令使其他部件發(fā)生響應(yīng)，它是一種控制裝置。 運動控制系統(tǒng)中有開環(huán)和閉環(huán)兩種控制方式，如圖 22 所示的是開環(huán)控制系統(tǒng)，通過這個圖，我們可以清晰的看到整個運動控制系統(tǒng)是單向的運動。 圖 22 開環(huán)運動控制系統(tǒng)的組成 如下圖 23 就是閉環(huán)控制系統(tǒng)，通過這個圖，我們可以清楚的看到整個運動控系統(tǒng)并不是單向的運動，在輸出端有部分輸出信號返回與輸入值進(jìn)行比較，這就是閉環(huán)控制系統(tǒng)。對于這次設(shè)計的兩關(guān)節(jié)機(jī)械手，這個控制卡完全勝任。 兩 軸協(xié)調(diào)直線和 曲線運動。 伺服電機(jī) 一般伺服驅(qū)動系統(tǒng)主要由以下幾個部分組成： ， ， 3.傳動機(jī)構(gòu)， 4 檢測元件及反饋電路 【 1】 。 與此同時，通過齒輪齒條機(jī)構(gòu)把軸本來的轉(zhuǎn)動變成機(jī)械手關(guān)節(jié)的直線移動。 在這其中，我們要把兩關(guān)節(jié)和相應(yīng)的二維坐標(biāo)一一對應(yīng)，形成一個正確的映射，使運動軌跡正確表達(dá)。按照說明 書上的步驟仔仔細(xì)細(xì)的完成，要弄清計算機(jī)上安裝的 位置，不要安裝在其他不對的地方，否則就弄 不好安裝 安裝好之后不能 無問題運行程序。 連接本次設(shè)計所用電機(jī)和相應(yīng)的驅(qū)動器。在安裝它們之前，別忘了關(guān)閉電腦的電源，防止發(fā)生不測。 ⑴ 連接端子板電源 圖 27 端子板的電源連接示意圖 ⑵ 專用輸入、輸出連接方法 9 圖 28 專用輸入，輸出連接圖 ⑶ 編碼器輸入連接方法 圖 29 編碼器輸入連接示意圖 10 ⑷ 模擬輸入連接方法，如下圖 圖 210 模擬的輸入連接示意圖 第三章 系統(tǒng)控制界面的制作及程序的編寫 VC++編程 介紹 Visual C++中的有相當(dāng)多的功能，經(jīng)過多年的變化和發(fā)展， VC++也發(fā)生了許多改變，當(dāng)然它所具備的能力是越來越多了，值得一提的是，在 VC++中增加了一個新的作用： MFC 可視化的編程，它就是我們這 次設(shè)計所用到的功能。 VC＋＋在建立好界面時，它會自動生成許許多多的東西，這些東西給編程序的人帶來了福利，節(jié)省了我們的編程時間和精力。 圖 31 V C++窗口界面 我們本次設(shè)計僅僅是大體的學(xué)習(xí)一下 VC++的建立過程和包含的最基本的內(nèi)容。由于 VC++的可移植性，它的適用性就很廣，更重要的是 VC++中的功能也變的很多了，比如加圖片、滾動條之類的，還可以進(jìn)行自己個性設(shè)置，比如改變字體和字型等，改變字的顏色與對話框中控件的顏色，相比 C 語言有很大的優(yōu)勢，深入使用后會發(fā)現(xiàn)更多的且有實際作用的功能。 圖 32 新建工程窗口 第二步，我們就要添加控制界面中的控 件，首先我們就要了解這個控制界面要實現(xiàn)的功能，那么在這次設(shè)計當(dāng)中，我們是在控制卡的基礎(chǔ)上來進(jìn)行兩軸的運動控制系統(tǒng)的設(shè)計，我們在這個界面中就需要實現(xiàn)初始化（這包括板卡和軸的初始化）、回零（運行前，清除一些錯誤的狀態(tài)）、單軸的點動（在這里，我們可以通過運動距離和運動速度這兩個參數(shù)來控制點動）、多軸的聯(lián)動（主要包括直線運動和弧線運動，對于弧線運動，界面中用兩種圓弧插補的方式來繪制）、坐標(biāo)映射、自定義軌跡、退出，運行。 在屬性設(shè)置中，我們主要是對編輯框中的內(nèi)容和命令框進(jìn)行設(shè)置，這都是通過類向?qū)н@個項目進(jìn)行，對于編輯框，我們點擊右鍵，會有一些操作，我們選類向?qū)?，主要是對字符類型進(jìn)行設(shè)置。 14 圖 34 控制界面 動態(tài)鏈接庫和 GTCard 類 動態(tài)鏈接庫的調(diào)用 本次設(shè)計在控制卡的基礎(chǔ)上進(jìn)行兩軸控制系統(tǒng)的設(shè)計，而我們所選用的 GT系列控制卡，給我們提供了一個動態(tài)鏈接庫，也就是 文件。 首先在插入那個選項下選擇新建類，然后命名為 GTCARD,之后在文件視圖中會出現(xiàn) 和 兩個文件。這樣就應(yīng)該沒有問題了，類目錄里多了一個新類， CGTCard，里面有很多函數(shù)，我們就可以很 方便的進(jìn)行使用。其次系統(tǒng)還會檢測這個位置是否為零點，主要是通過霍爾元件來檢測。 S曲線這種模式，它有五個主要的參數(shù)，具體如下表 31 所示： 表 31 S 形曲線參數(shù)列表 S 形曲線模式下，它的速度曲線一般有 7 段，如下圖 310 所示，但它是對稱的，總的來說它的曲線段只有 4 種情況。 在梯形曲線模式中，它主要由四個參數(shù)，如下表 所示。在梯形曲線模式這種控制方式下，任意時刻都可以更改速度和位置。 點動程序如下圖 313 所示。 表 33 停止函數(shù)列 表 GT_AbptStp()這是一個緊急停止的函數(shù)，它讓當(dāng)前運動的那根軸立即停止， 同時將速度變?yōu)?0。 圖 315 停止程序 退出程序 所有 程序都運行完之后，我們所要做的就是退出這個程序。坐標(biāo)映射的作用就是把各個運動軸對應(yīng)到坐標(biāo)系中，也就是把運動工作平臺刻度化，有利于運動軌跡參數(shù)的設(shè)定，對于坐標(biāo)映射，我們主要調(diào)用 MapAxis()這個函數(shù)。在繪制直線時，我們需要用到的是這個函數(shù) LineXY（），用來直線插補。在這，我們選擇介紹逐點比較法，在這種方法中，主要有 4 個方面：第一個就是判別該點與圓心的距離是不是和程序里設(shè)置的半徑相同，如果不同，那么當(dāng) F0，就表示該點在圓弧外部，如果 F0，表示這個點在圓弧的內(nèi)部；第二步就是坐標(biāo)如何來運動，使得該點不斷的接近預(yù)先設(shè)置的點；第三步，就是計算這個點現(xiàn)在的位置和理論上的位置到底有多少距離，以便不斷地修正；第四步，就是判斷這個點是不是回到了一開始預(yù)先設(shè)定的位置。其中需要設(shè)定圓弧的初始點，設(shè)好了之后，我們再確定圓心，接著就是該段圓弧的圓心角，以逆時針為正。當(dāng)半徑值為正時，表示優(yōu)弧，當(dāng)半徑值為負(fù)值時，表示劣??；第三個參數(shù)就是旋轉(zhuǎn)方向，軸的正方向用 1 表示，同樣地，軸的負(fù)方向用1 表示。 GT_MvXY(0,0,)。 GT_ArcXY(5,75)。 //OnBtnPenOn()。 //OpenPort(1,false)。 GT_LnXY(0,15)。 //OnBtnPenOn()。 //OpenPort(1,false)。 GT_LnXY(5,)。 //OnBtnPenOn()。 GT_LnXY(15,)。 輸入這個自定義軌跡程序之后，機(jī)械手就會根據(jù)這個程序進(jìn)行運動，最終就會形成一個“和”字！如下圖 322 所示 圖 322 軌跡“和” 編譯與運行 通過以上函數(shù)及程序的介紹，我們基本上解決了控制界面上所有的代碼。而這個界面中有許多的控件，包括系統(tǒng)的初始化、單軸的點動、平面內(nèi)的直線和圓弧運動、坐標(biāo)系的映射。 沒能完成界面的美化（設(shè)置界面背景和字體顏色） 機(jī)械手的動作比較簡單，沒有進(jìn)行深度的設(shè)計。 通過本次設(shè)計所用到的兩軸控制系統(tǒng)的一些知識，對數(shù)控機(jī)床的工作有了一定的認(rèn)識。這其中要用到 MFC 可視化編程，我們從編輯運動控制系統(tǒng)的控制界面到編寫控件代碼再到界面的美化，在這之間我學(xué)到了很多。最后就是美化界面，設(shè)置界面背景和字體字形還有顏色，可以選擇性設(shè)置人性化的東西。用 編輯整體界面，其次就是添加控件的代碼，通過調(diào)用函數(shù)，運動控制卡動態(tài)鏈接庫里的。但本 設(shè)計還存在很多的不足，在編寫的代碼這方面很粗糙，不是很細(xì)膩，交互性較差，還有待改進(jìn)。在這期間，老師教會了怎么去做好畢業(yè)設(shè)計，及寫好畢業(yè)論文。在畢業(yè)設(shè)計這段時間內(nèi)，我大致的把此次設(shè)計所需的知識復(fù)習(xí)了一遍，達(dá)到會用這些知識去做設(shè)計。對于我們同學(xué)而言，在大四下這段時間內(nèi)，我們的任務(wù)就是完成畢業(yè)設(shè)計，所以有大量的時間。 在此，我也要感謝我的家人，與此同時，我也要感謝