【正文】 的封閉式控制系統(tǒng)，開放式數(shù)字控制系統(tǒng)就是把使用的東西集成在一起，不需要一個個去不同的地方去找，方便使用者使用。而這中間，不可避免的會出現(xiàn)某種程度的誤差，所以運動控制系統(tǒng)就有開環(huán)和閉環(huán)之分。相比于開環(huán)，閉環(huán)就多了個反饋環(huán)節(jié)，使系統(tǒng)的輸出值更加準確，減 少外界干擾和系統(tǒng)內(nèi)部誤差，在我們?nèi)粘Ｉ钪?，伺服電機就是常用的閉環(huán)運動控制系統(tǒng)的代表。 7 兩關(guān)節(jié)機械手 兩關(guān)節(jié)機械手是運動控制系統(tǒng)中的最后一環(huán)，它是使預(yù)先設(shè)置的軌跡產(chǎn)生的部件，但要實現(xiàn)正確的軌跡，是需要步驟的，首先我們要運用微軟公司開發(fā)的 在計算機上編制運動控制系統(tǒng)的控制界面，并調(diào)用固高科技的動態(tài)鏈接庫里的函數(shù)把它們添加到控制界面的命令控 件中，然后導(dǎo)入到運動控制卡里，從而通過它向驅(qū)動器發(fā)出一系列的運動指令，接著就是用驅(qū)動器放大后的信號來控制伺服電機，從而控制機械手運動。將兩條電纜按照所給的要求連在相應(yīng)的地方，不要弄錯。 第一步，我 們就需要打開 VC 這個軟件，點擊新建，就會出現(xiàn)下圖 所示的那樣，接著我們再點擊 projects 這個選項，就會出現(xiàn)好多個類型項目，我們需要的是點擊 MFC AppWizard[exe]這個項目，接下來我們在對話框的左邊填上我們所需創(chuàng)建工程的名字和保存的地方。如下圖 36 所示 16 圖 36 GTCard 類 我在這個程序中還使用了 一些常數(shù)（宏定義），如下圖 37 所示，這是頭文件，把它添加到頭文件目錄中就可以了，或者通過如下方法：文件 新建C/C++ Header File。 如下圖 311 所示 21 圖 311 梯形曲線模式的速度 在第一段內(nèi)，是一 段 Acc 不變的運動，它是以之前設(shè)定的 Acc 來運動，直到 MAX_Acc；在第二段內(nèi)，是一段速度不變的過程，它的 Acc 為零；第三段內(nèi)，是一段速度均勻減少的過程，它是以之前設(shè)定的 Acc 負值進行減 速，直到速度為零。在 我們退出之前，不能忘記得事情是得首先關(guān)閉各軸的運動和相關(guān)控制器。 圖 320 圓弧插補程序 1 在第二種方式中，我們需要調(diào)用 ArcXYP（）函數(shù)。 GT_LnXY(,0)。 //OnBtnPenOn()。如果沒有出現(xiàn)什么錯誤，結(jié)果就會如下圖 324 所示 圖 324 運行結(jié)果 如果顯示有錯誤或者警告，就去按照提示對程序進行修改，然后在運行，直至沒有錯誤。然后從簡單到復(fù)雜，編制自己需要的界面。在此期間，老師教會了我們一些學(xué)習(xí)的方法，比如怎樣利用好圖書館，網(wǎng)絡(luò)上的資料、怎樣提高整體設(shè)計的能力，最重要的是開拓了學(xué)生的設(shè)計思路，不拘謹、著眼全局。在這個歷程中，并沒有被繁雜的事和復(fù)雜的人所阻擋，堅定不移的走到最后，謝謝！ 感謝在本文撰寫過程中給予了幫助的所有人，正因為有你們的支持，鄙人才能順利完成本次畢業(yè)設(shè)計，十分感謝。 32 參考文獻 [1] 楊雪翠． FANUC 數(shù)控系統(tǒng)調(diào)試與維護 [M]．北京，國防工業(yè)出版社， 20xx． [2] 楊永國． Visual C++ 實用教程 [M]．北京，清華大學(xué)出版社， 20xx． [3] 固高科技有限公司 .GT系列運動控制器編程手冊 (061230版 ) [Z]．深圳，固高 科技有限公司， 20xx ． [4] 陳蔚芳，王宏濤，等．機床數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用 [M]．北京，科學(xué)出版社，20xx． [5] 譚浩強． C 程序設(shè)計 [M]．北京，清華大學(xué)出版社， 20xx． [6] 曾令宜． AutoCAD 20xx 工程繪圖教程 [M]．北京，高等教育出版社， 20xx． [7] 鄭文緯，吳克堅．機械原理 [M]．北京，高等教育出版社， 1995． [8] 秦曾煌，姜三勇．電工學(xué) [M]．北京，高等教育出版社， 20xx． [9] 郁漢琪．電氣控制與可編程序控制器 [M]．江蘇，東南大學(xué)出版社， 20xx． 33 致謝 在這次的畢業(yè)設(shè)計過程中，首先要感謝的人就是我們的指導(dǎo)老師。 學(xué)習(xí) 軟件有很大的挑戰(zhàn)，剛開始對于我們來說就是一個完全陌生的領(lǐng)域，即使我們之前學(xué)過 C 語言，我們選擇這題目也是難度很大，對 是一點也不了解，但是我們在徐斌老師的悉心指點下，慢慢的摸索，從剛開始的怎樣打開與 保存學(xué)起，一步步的學(xué)習(xí)，從一點不懂到基本掌握再到熟練。 GT_EndList()。 GT_LnXY(,10)。 //OpenPort(1,false)。 第一種是根 據(jù)初始點、圓心、角度來實現(xiàn)圓??；第二種是根據(jù)兩點、圓弧半徑、運動的角度。 平滑停止，由它的字面意思就可以知道，這個停止它是漸 進式的過程，有一段減速過程。至于另外曲線段和前面的曲線段類似。這樣，動態(tài)鏈接庫就可以被正確使用。用 VC++來編寫代碼，如果有一定的 C 語言功底，因為這 畢竟是在 C語言上發(fā)展而來的，會更加輕松。按照所給的說明書 指示的要求進行安裝，在安裝好了后一定不能忘的工作，那就是要測試伺服電機和它的驅(qū)動器。它不僅可以控制速度，與此同時，還可以控制位置，精度十分準確，它在某種意義上就是一種信號轉(zhuǎn)換元件。在這種情況下，說明不需要對輸出量進行檢測，在我們?nèi)粘５纳钪?，步進電機就是這種典型的開環(huán)控制系統(tǒng)的代表。 ○ 4 編寫控制卡和兩軸的初始化所對應(yīng)程序，包括控制卡和軸的初始化。現(xiàn)在數(shù)字控制這方面的發(fā)展大方向就是“ PC+運動控制器”的這種方式。 The position of two joints of the manipulator。當然，在本次運動控制系統(tǒng)中還包括其他的輔助環(huán)節(jié)，比如各個器件之間的連線等。在機械方面，早期的各類機床比以前的純手工勞動極大地節(jié)省了人力，降低了成本，但還是需要人力去實時的監(jiān)控，不間斷的控制機床，不能滿足大批量的生產(chǎn)，尤其在加工一些復(fù)雜、精密的工件時，有經(jīng)驗的工人會表現(xiàn)的好些，但傳統(tǒng)機床還是不如人意。 設(shè)計任務(wù) 本次運動控制系統(tǒng)設(shè)計是基于 GT 系列運動控制卡來完成的，通過使用計算機高級語言 C++作為編寫工具，再結(jié)合微軟公司的 軟件，編制運動控制系統(tǒng)的控制界面，通過調(diào)用固高科技編寫的 里的頭文件，添加到各個控件中。 運動控制卡在運動控制系統(tǒng)中的作用就相當于人腦在人體中的作用，它控制著其他部件的運動。 圖 24 控制器中器件位置圖 本次設(shè)計使用控制卡是 GT400SVPCI，這種運動控制卡包括四種運動模式 :S曲線模式、 T曲線模式、 V速度模式、電子齒輪模式。 8 安裝控制器的驅(qū)動通 訊。首先我們就從一開始的地方說起，要實現(xiàn)一個某種功能的話，首先就要構(gòu)建一個工程。你可以進行許多操作，比如拖動到任意地方、縮改它的大小等。然后系統(tǒng)會進行位置運算，就是這兩個極限位置的絕對值差的一半就是零點位置。在這個函數(shù)中有四個參數(shù)：第一個是點動的軸，如果我 們要對哪個軸進行點動，我們就要把那個軸設(shè)為當前軸；第二個是點動的距離，這就是來設(shè)置我要點動多遠；第三個就是點動的速度，這就是來設(shè)置在點動過程中以多快的速度來動；第四個是點動的方向，對于一根軸，它有正反兩個方向，我們可以設(shè)置往正向運動為 +1，往負向運動為 1。一般情況下，起點有這么兩種情況：我們選擇一個起點，然后以這個起點開始畫一條直線；要么就是以上一個軌跡的終點作為我們畫直線的初始點，來畫一條直線。 具體的程序如 下 所示 : GT_StrtList()。 //OpenPort(1,true)。 GT_LnXY(10,)。 不足： 程序代碼很粗糙，不是很周到。 本次設(shè)計用的是 軟件進行編輯的。對于我們 來說，剛開始并沒有很清晰的思路，所以需要投入大量的時間在這上面。相比同學(xué)們，指導(dǎo)老師就沒有太多的時間，指導(dǎo)老師徐斌老師除了給我們指導(dǎo)設(shè)計外，還需要給其他學(xué)生上課，有自己的教學(xué)任務(wù)及自己的事情和生活。從而完成對伺服電機的控制。 31 第五章 總結(jié) “ PC＋運動控制器”是未來發(fā)展的大方向。 //OpenPort(1,true)。 //OnBtnPenOff()。 GT_LnXY(5,5)。只要在函數(shù)設(shè)定終點就可以畫一條直線，這條直線不僅是平行于坐 標軸，也可以是平面內(nèi)斜線。 22 圖 313 點動程序 停止程序 在單軸運動中，我們需要停止運動或者有時候會出現(xiàn)一些意外情況，就需要我們來設(shè)置一個停止按鈕，來對這些意外的情況進行快速處理。程序如下圖 所示 19 圖 回零程序 曲線模式 我們本次使用的運動控制卡，它給我們提供了 4 種運動模式。對于命令按鈕，我們要進行函數(shù)的選定，比如是通過單擊或者雙擊進行運行，值域這其中代碼的編寫會在下一節(jié)詳細介紹。它的結(jié)構(gòu)很清晰，能幫助我們理清一些頭緒，帶著我們慢慢的去了解這個編程軟件，如下圖 所示，在這個編程序的界面中又分 為 3 個部分，第一部分是項目工作區(qū)，它有三個視圖：類、資源、文件 【 2】 ；第二個部分，就是 11 編程序的人寫代碼的地方了，我們在這里面，不僅可以寫新的我們所需要的代碼，與此同時，我們也可以修改以前的代碼；第三個部分，這個地方是用作顯示的，顯示我們調(diào)試、運行之后的結(jié)果。該部分會有一些光盤指導(dǎo)，按照上面的指導(dǎo)完成安裝過程。 最值得一提是本次使用的 GT400SVPCI 運動控制卡是一種開放式數(shù)字控制方式，用戶可以根據(jù)自己實際需要進行擴充，實現(xiàn)新的功能，控制卡外形如下圖 25 所示。 4 在運動控制系統(tǒng)中還需要計算機的配合，通過編程軟件在計算機中編制運動控制系統(tǒng)的控制界面及調(diào)用程序添加到界面中每個命令控件，與此同時運動控制卡的不能單獨使用，控制卡安裝在計算機主機內(nèi)，具體的安裝步驟可以查看相關(guān)說明書。首先控制卡發(fā)出指令，驅(qū)動兩個電機的驅(qū)動器設(shè)備，與此同時，驅(qū)動器再來控制伺服電機，能夠?qū)崟r的控制和監(jiān)測電機的速度和轉(zhuǎn)向，從而控制兩關(guān)節(jié)機械手的運動。所以，傳統(tǒng)的機床工作經(jīng) 常發(fā)生突然停機以及手指斷裂等。介紹了運動控制卡的硬件、接線方式、軟件構(gòu)成和里面的開發(fā)環(huán)境、信息傳 遞與處理機制；兩關(guān)節(jié)機械手等；與此同時，本篇論文也介紹了 編程的特點及調(diào)用函數(shù)的方式。 關(guān)鍵詞：運動控制卡； ； 控制界面；機械手