【文章內容簡介】 是制造業(yè)將來發(fā)展的趨勢。本程序的設計開發(fā)分為兩部分，前部分主要調用 AUTOCAD、設計圖形、保存圖形并以 DXF 格式輸出，后部分主要驅動電機運動，完成零件的加工。程序的執(zhí)行過程如圖 所示。 圖 程序執(zhí)行流程圖 AUTOCAD的程序設計 本程序的設計開發(fā)有別以往對 AUTOCAD的設計開發(fā)，我們采用調用的方式打開 AUTOCAD打 開 本 程 序序 調用 AUTOCAD 零件的設計 以 DXF格式輸出并回到本程序的控制界面 獲得數據 電機運動加工 四川大學本科畢業(yè)論文 基于 AutoCAD 和 MPC02運動控制程序的開發(fā) 10 軟件，然后在 AUTOCAD 里進行零件的設計開發(fā)，并將設計完后的零件以“ *.dxf”格式保存在特定的位置，這一步是比較重要的一步，也是決定我們能否獲得可靠數據的關鍵，所以我們這一步也用了比較多的時間來設計，確保正確無誤。 基于 MPC02的運動控 制 MPC02 配備了功能強大、內容豐富的運動控制驅動軟件工具，其運動函數庫可用于二次開發(fā)，用戶只要用 VC++或 Visual Basic 等支持 DLL 調用的開發(fā)工具編制所需的用戶界面程序，并把它與 MPC02 運動庫鏈接起來，就可以開發(fā)出自己的控制系統(tǒng)，例如數控系統(tǒng)、檢測設備、自動生產線等。在這里我們開發(fā)的程序是把在 AUTOCAD 軟件里設計的零件，通過 MPC02 加工完成的，這類似于數控系統(tǒng)。在接下來的第三章中，我將會詳細的介紹這部分的設計過程。 四川大學本科畢業(yè)論文 基于 AutoCAD 和 MPC02運動控制程序的開發(fā) 11 第二章 MPC02運 動控制介紹 概述 MPC02 控制卡是基于 PC 機 PCI總線的步進電機或數字式伺服電機的上位控制單元，它與 PC 機構成主從式控制結構： PC 機負責人機交互界面的管理和控制系統(tǒng)的實時監(jiān)控等方面的工作（例如鍵盤和鼠標的管理、系統(tǒng)狀態(tài)的顯示、控制指令的發(fā)送、外部信號的監(jiān)控等等）； MPC02 卡完成運動控制的所有細節(jié)（包括脈沖和方向信號的輸出、自動升降速的處理、原點和限位等信號的檢測等等）。每塊 MPC02 卡可控制 3 軸步進電機或數字式伺服電機，并支持多卡共用，以實現多于三個運動軸的控制；每軸均可輸出脈沖和方向信號，以控 制電機的運轉；同時，可外接原點、減速、限位等開關信號，以實現回原點、保護等功能，這些開關信號由 MPC02 卡自動檢測并作出反應。另外， MPC02 卡還提供了適用于伺服系統(tǒng)的伺服使能和偏差清零信號接口，以及供用戶使用的通用 I/O 接口。 MPC02 卡采用先進的專用控制芯片，具有梯形及 S形升降速曲線，最高輸出頻率可達 ，帶有編碼器反饋端口，主要適用于數字式交流伺服系統(tǒng)或閉環(huán)的步進電機控制系統(tǒng)。 MPC02 配備了功能強大、內容豐富的運動控制驅動軟件工具。 MPC02 在插補算法和運動函數的執(zhí)行效率 方面采用了更有效的方法，提高了插補精度、插補速度和實時性。這些軟件工具主要分為示范軟件和運動函數庫兩大類。利用 MPC02 的示范軟件既可以很快地熟悉 MPC02 控制卡的軟、硬件功能，又可以方便快捷地測試執(zhí)行電機及驅動系統(tǒng)在完成各種運動時的性能特性。 MPC02 運動函數庫用于二次開發(fā)，用戶只要用 VC＋＋或 Visual Basic等支持 DLL調用的開發(fā)工具編制所需的用戶界面程序，并把它與 MPC02 運動庫鏈接起來，就可以開發(fā)出自己的控制系統(tǒng)，例如：數控系統(tǒng)、檢測設備、自動生產線等。 MPC02 的運動函數庫能夠完成與運動控 制有關的復雜細節(jié)（比如：升降速、直線插補、圓弧插補等），這樣就可以大大縮短控制系統(tǒng)的開發(fā)周期。 MPC02 硬件介紹 MPC02硬件結構 MPC02 控制卡作為開發(fā)運動控制系統(tǒng)的平臺，其結構是開放式的。該卡插在 PC 機 PCI擴展槽內使用，同時使用控制卡的數量和各卡上的控制軸數可方便地配置； MPC02 卡提供了功能強大的運動控制函數庫，并可以充分利用 PC 機現有的資源來開發(fā)完美的運動控制系統(tǒng)。 MPC02 控制卡的結構示意圖如下： 四川大學本科畢業(yè)論文 基于 AutoCAD 和 MPC02運動控制程序的開發(fā) 12 MPC02的技術特性和使用范圍 MPC02控制卡主要特征有：開放式結構、使用簡便、功能豐富、可靠性高等。 MPC02的特征體現在硬件和軟件兩個方面：在硬件方面采用 PC機的 PCI總線方式，適用范圍廣，卡上無需進行任何跳線設置，所有資源自動配置在 Windows98及 Windows2021操作系統(tǒng)中支持即插即用，使用非常方便； MPC02的接線方式采用 SISC型插頭，可使用屏蔽線纜，并且所有的輸入、輸出信號均用光電隔離，提高了控制卡的可靠性和抗干擾能力；在軟件方面提供了豐富的運動控制函數庫，以滿足不同的應用要求。用戶只需根據控制系統(tǒng)的要求編制人機界面 ，并調用 MPC02運動函數庫中的指令函數，就可以開發(fā)出既滿足要求又成本低廉的多軸運動控制系統(tǒng)。 MPC02的技術指標主要有： ? 3軸步進機或數字式伺服控制； ? 脈沖輸出速度可代 。 ? 梯形、 S形加速度； ? 運動中可變速； ? 多軸高速線性插補； ? 圓弧、橢圓和螺旋插補； ? 可輸脈沖 /方向或雙脈沖信號； ? 每軸帶有 Servo on和 Servo cls信號 ? 每軸帶有原點、減速和限位開關等接口； ? 4個通用輸入開關信號， 8個通用輸出開關信號； ? 可外接編碼器位置反饋（ A型）； ? 具有外部定時器中斷； ? WINDOWS環(huán)境下 WDM、 DLL庫； ? 演示和測試軟件、例子程序。 正是由于 MPC02 的開放式結構，使之應用范圍十分廣泛，在由步進機和數字式伺服機組成的基于 PC機的運動系統(tǒng)中，都可以使用 MPC02 作為核心控制單元，例如： 四川大學本科畢業(yè)論文 基于 AutoCAD 和 MPC02運動控制程序的開發(fā) 13 ? 數控機床、加工中心、機器人等； ? XYZ控制臺； ? 繪圖儀、雕刻機、印刷機械； ? 送料裝置、云臺； ? 打標機、繞線機； ? 醫(yī)療設備； ? 包裝機械、紡織機械； 等等。 MPC02的接口技術 MPC02 控制卡采用 68 芯 SISC 接口，外接線可采用屏蔽線纜，以提高控制卡的抗干擾能力。其中開關量信號（原點、減速、限位 以及 I/O 信號等）采用 12~24DCV 光電隔離；脈沖量信號（脈沖、方向、編碼器反饋等）采用 5DCV 高速光電隔離。 MPC02 卡 SISC68 的接口定義為表 ： 表 編號 名稱 定 義 編號 名稱 定 義 1 OUT7 輸出 7 2 OUT6 輸出 6 3 OUT5 輸出 5 4 OUT4 輸出 4 5 OUT3 輸出 3 6 OUT2 輸出 2 7 OUT1 輸出 1 8 OUT0 輸出 0 9 SRV1 伺服使能 1 10 CLR1 偏差清零 1 11 SRV2 伺服使能 2 12 CLR2 偏差清零 2 13 SRV3 伺服使能 3 14 CLR3 偏差清零 3 15 GND24 +24V電源地 16 DCV24 +24V電源正 17 PUL1 脈沖 1 18 PUL1+ 脈沖 1+ 19 DIR1 方向 1 20 DIR1+ 方向 1+ 21 PUL2 脈沖 2 22 PUL2+ 脈沖 2+ 23 DIR2 方向 2 24 DIR2+ 方向 2+ 25 PUL3 脈沖 3 26 PUL3+ 脈沖 3+ 27 DIR3 方向 3 28 DIR3+ 方向 3+ 29 GND5 +5V電源地 30 DCV5 +5V電源正 31 IN1 輸入 1 32 IN2 輸入 2 33 IN3 輸入 3 34 IN4 輸入 4 四川大學本科畢業(yè)論文 基于 AutoCAD 和 MPC02運動控制程序的開發(fā) 14 編號 名稱 定 義 編號 名稱 定 義 35 EA3+ 編碼器 A3+ 36 EA3 編碼器 A3 37 EB3+ 編碼器 B3+ 38 EB3 編碼器 B3 39 EZ3+ 編碼器 Z3+ 40 EZ3 編碼器 Z3 41 EA2+ 編碼器 A2+ 42 EA2 編碼器 A2 43 EB2+ 編碼器 B2+ 44 EB2 編碼器 B2 45 EZ2+ 編碼器 Z2+ 46 EZ2 編碼器 Z2 47 EA1+ 編碼器 A1+ 48 EA1 編碼器 A1 49 EB1+ 編碼器 B1+ 50 EB1 編碼器 B1 51 EZ1+ 編碼器 Z1+ 52 EZ1 編碼器 Z1 53 SD1 負向減速 1 54 SD1+ 正向減速 1 55 EL1 負向限位 1 56 EL1+ 正向限位 1 57 ORG1 原點 1 58 SD2 負向減速 2 59 SD2+ 正向減速 2 60 EL2 負 向限位 2 61 EL2+ 正向限位 2 62 ORG2 原點 2 63 SD3 負向減速 3 64 SD3+ 正向減速 3 65 EL3 負向限位 3 66 EL3+ 正向限位 3 67 ORG3 原點 3 68 ALM 外部報警輸入 表 （續(xù)表） 注：除通用輸入 /輸出信號外，信號名稱中的 3 分別對應 MPC02 卡上的第 3軸。 各接口信號的詳細說明如下表 ： 表 類型 功能 編號 說 明 脈 沖 量 信 號 脈沖 /方向 17~28 脈沖 /方向信號與步進電機驅動器或數字式伺服電機驅動器相連以控制其運轉。 脈沖 /方向信號為光電隔離的差分式輸出信號，以提高其抗干擾能力。對于僅需要單端式信號的驅動器，只要接該差分信號的正端即可（參見接線方法）；對于接收雙脈沖信號的驅動器， PUL 端為正轉（ CW）脈沖輸出端， DIR 端為反轉（ CCW）脈沖輸出端（這種情況下，應調用set_output_mode設置 MPC02卡的脈沖輸出模式，參見 set_output_mode函數說明）。 編碼器反饋 35~52 編碼器反饋輸入接口用于接收外部旋轉式光電編碼器或直線光柵尺等的 A/B相 90176。相位差信號和 Z相零位信號。 MPC02 卡的編碼器反饋輸入采用光電隔離的差分接收方式。對于單端輸出的編碼器信號，將 MPC02卡的信號正端（ +）接編碼器電源（應為 +5V電源，若不是 +5V請與供應商聯系）的正極，信號負端（ ）接編碼器的單端信號。 光隔電 2 30 +5V光電隔離電源。為脈沖 /方向提供光電隔離和差分信號的驅動。該電四川大學本科畢業(yè)論文 基于 AutoCAD 和 MPC02運動控制程序的開發(fā) 15 源 源由外部提供。 開 關 量 信 號 限位 5 56 60、 61 6 66 MPC02卡 上每個控制軸有兩個限位輸入信號（ EL+和 EL）。在 MPC02卡發(fā)送脈沖時，如果接收到相應的限位信號， MPC02 卡將立即停止發(fā)送脈沖。 減速 5 54 5 59 6 64 MPC02卡上每個控制軸有兩個減速輸入信號（ SD+和 SD）。在 MPC02卡執(zhí)行快速指令發(fā)送脈沖時，如果接收到相應的減速信號， MPC02 卡將以設定的加速度減速至低速。 原點 5 6 67 MPC02卡上每個控制軸有一個原點輸入信號（ ORG）。在 MPC02卡執(zhí)行回原點指令發(fā)送脈沖時，如果接收到相應的原點信號，即表示已到 達原點，MPC02卡將立即停止發(fā)送脈沖。 伺服使能 1 13 MPC02 卡上每個控制軸有一個伺服使能輸出信號（ SR