【正文】 ing can be on the puter, does not necessarily need very professional CNC software。 Finally, it is the structure of the integrated modular, strong monality, at the same time, the user can according to the actual need for expansion. KEY WORD: motion control card。 Control interface。極大地提高了工作效益，同時(shí)也相應(yīng)的提高了 工件的精度，解放了人類的雙手，更重要的是給工廠帶來了巨大的利潤(rùn)，為市場(chǎng)所接受。與此同時(shí)，要熟練的掌握機(jī)床需要很長(zhǎng)的一段時(shí)間，這在某方面也增加了成本和時(shí)間的浪費(fèi)，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(duì)于機(jī)床本體狀態(tài)不能實(shí)時(shí)的監(jiān)控，以及對(duì)于工人的安全缺乏保護(hù)。后來隨著計(jì)算機(jī)這個(gè)領(lǐng)域的快速進(jìn)步，自動(dòng)化操作也跟著發(fā)展了起來，所以出現(xiàn)了剛開始的數(shù)字控制機(jī)床，相比于剛出現(xiàn)的機(jī)床，數(shù)控機(jī)床在工作效率和精度上更上一層樓，同時(shí)，數(shù)控車床的操作簡(jiǎn)單，更加節(jié)省了人工勞動(dòng)，不需要人工實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，但由于數(shù)控機(jī)床造價(jià)昂貴且維修成本也高，所以設(shè)計(jì)人員有不斷的進(jìn)行改進(jìn)，除了在機(jī)床本體壽命上費(fèi)勁心思，又在市場(chǎng)需要的基礎(chǔ)上，對(duì)數(shù)控機(jī)床的各項(xiàng)功能提出了更加嚴(yán)苛的要求，加工中心應(yīng)運(yùn)而生，加工中心更加智能化，能加工出形狀更加復(fù)雜、精度要求更加高的零部件。比如數(shù)控機(jī)床造價(jià)昂貴、維修成本高，更嚴(yán)重的是，它的通用性差，換了一臺(tái)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)?，F(xiàn)在數(shù)字控制這方面的發(fā)展大方向就是“ PC+運(yùn)動(dòng)控制器”的這種方式。在當(dāng)今市場(chǎng)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(qiáng)，也就是說兼容性好，換臺(tái)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。這也是數(shù)字控制系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)，相比于以前的封閉式控制系統(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(gè)個(gè)去不同的地方去找，方便使用者使用。給使用者一個(gè)很大的發(fā)揮空間，可以根據(jù)自身實(shí)際需要，添加一些新的功能。開放式數(shù)字控制系統(tǒng)，可以很快的進(jìn)行反應(yīng)，適應(yīng)各種各樣的加工需要，現(xiàn)在數(shù)字控制系統(tǒng)的大方向就是“ PC+運(yùn)動(dòng)控制卡”，它與傳統(tǒng)的數(shù)字控制系統(tǒng)相比，具有以下特點(diǎn)：首先，在技術(shù)這一塊，有不少進(jìn)步，與此同時(shí)，功能也多樣化了，可以實(shí)現(xiàn)各種各樣的運(yùn)動(dòng)軌跡的控制；其次，開放式數(shù)字控制系統(tǒng)，它的結(jié)構(gòu)不再是分散的，采用了模塊化的設(shè)計(jì)， 可以用在很多的地方；再次，它操作一點(diǎn)都不復(fù)雜，在計(jì)算機(jī)上經(jīng)過簡(jiǎn)單的編程，它就可以進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制，對(duì)專業(yè)軟件這塊沒有多大的要求；最后，它的通用性強(qiáng)，通過更改編寫的代碼，即可用在不同的機(jī)床上，用戶還可以根據(jù)自身需要擴(kuò)充功能。再把計(jì)算機(jī)上用 VC 編寫的程序，一一的導(dǎo)入到 運(yùn)動(dòng)控制卡中，然后就是把運(yùn)動(dòng)控制卡、端子板、驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)連接起來，形成一個(gè)封閉的環(huán)。 設(shè)計(jì)要求 在使用運(yùn)動(dòng)控制器和平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的系統(tǒng)中，通過控制計(jì)算機(jī)中的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的界面來實(shí)現(xiàn)兩關(guān)節(jié)的機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 ② 通過調(diào)用 JOG 函數(shù)使平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)點(diǎn)動(dòng)。 ○ 4 編寫控制卡和兩軸的初始化所對(duì)應(yīng)程序，包括控制卡和軸的初始化。 ⑥ 通過 MapAxis（）這個(gè)函數(shù)，實(shí)現(xiàn) X 軸與 Y 軸的相應(yīng)的坐標(biāo)映射。而這中間，不可避免的會(huì)出現(xiàn)某種程度的誤差，所以運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)就有開環(huán)和閉環(huán)之分。除此之外，還有其他部件。除了運(yùn)動(dòng)和控制部件，比如接線、機(jī)械傳動(dòng)部件等。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。 在運(yùn)動(dòng)控制 系統(tǒng)中還有一種裝置，它就是分線板，連接導(dǎo)線用途的，在這運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中所有的信號(hào)都是通過之間的接線來實(shí)現(xiàn)的，要確保路線的正確安裝，使線路看起來清晰明了、不纏繞、不混亂。 運(yùn)動(dòng)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(gè)圖，我們可以清晰的看到整個(gè)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是單向的運(yùn)動(dòng)。在這種情況下，說明不需要對(duì)輸出量進(jìn)行檢測(cè)，在我們?nèi)粘５纳钪?，步進(jìn)電機(jī)就是這種典型的開環(huán)控制系統(tǒng)的代表。 圖 22 開環(huán)運(yùn)動(dòng)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(gè)圖，我們可以清楚的看到整個(gè)運(yùn)動(dòng)控系統(tǒng)并不是單向的運(yùn)動(dòng)，在輸出端有部分輸出信號(hào)返回與輸入值進(jìn)行比較，這就是閉環(huán)控制系統(tǒng)。相比于開環(huán)，閉環(huán)就多了個(gè)反饋環(huán)節(jié)，使系統(tǒng)的輸出值更加準(zhǔn)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(jī)就是常用的閉環(huán)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的代表。對(duì)于這次設(shè)計(jì)的兩關(guān)節(jié)機(jī)械手，這個(gè)控制卡完全勝任。這大大的減少了我們的工作量，只需要熟悉并正確調(diào)用相關(guān)函數(shù)即可完成任務(wù)。 兩 軸協(xié)調(diào)直線和 曲線運(yùn)動(dòng)。 6 圖 25 GT400PCI 運(yùn)動(dòng)控制卡 伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng) 器簡(jiǎn)單的說就是一種信號(hào)放大器，把放大后的各種信號(hào)用來控制伺服電機(jī)，它的作用相當(dāng)于我們?nèi)粘Ｉ钪凶冾l器作用于馬達(dá)一樣。 伺服電機(jī) 一般伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)部分組成： ， ， 3.傳動(dòng)機(jī)構(gòu)， 4 檢測(cè)元件及反饋電路 【 1】 。它不僅可以控制速度，與此同時(shí)，還可以控制位置，精度十分準(zhǔn)確，它在某種意義上就是一種信號(hào)轉(zhuǎn)換元件。 與此同時(shí)，通過齒輪齒條機(jī)構(gòu)把軸本來的轉(zhuǎn)動(dòng)變成機(jī)械手關(guān)節(jié)的直線移動(dòng)。 7 兩關(guān)節(jié)機(jī)械手 兩關(guān)節(jié)機(jī)械手是運(yùn)動(dòng)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(shí)現(xiàn)正確的軌跡，是需要步驟的，首先我們要運(yùn)用微軟公司開發(fā)的 在計(jì)算機(jī)上編制運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的控制界面，并調(diào)用固高科技的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)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(yùn)動(dòng)控制卡里，從而通過它向驅(qū)動(dòng)器發(fā)出一系列的運(yùn)動(dòng)指令，接著就是用驅(qū)動(dòng)器放大后的信號(hào)來控制伺服電機(jī)，從而控制機(jī)械手運(yùn)動(dòng)。 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(duì)應(yīng)，形成一個(gè)正確的映射，使運(yùn)動(dòng)軌跡正確表達(dá)。按照說明書所寫步驟一 步步正確 的安裝，一定要仔仔細(xì)細(xì)的檢查，然后在連好線后 注意關(guān)掉電源，控 制卡要輕拿輕放，在安裝之前使用者要認(rèn)真的檢查 設(shè)備是否接 地，就要看看接地的金屬，防止有 靜電損 壞這 類的問題影 響我們所 用的 GT系列運(yùn)動(dòng)控制卡，否則就有可能弄壞計(jì)算機(jī)和 我們用的運(yùn)動(dòng)控制卡，在安裝的過 程中要用到的工具 要提前 準(zhǔn)備好，待安裝好運(yùn)動(dòng)控 制卡后，裝好計(jì)算機(jī)的 主機(jī)箱，重新啟動(dòng)電腦，查看板卡是否能無問題的來工作。按照說明 書上的步驟仔仔細(xì)細(xì)的完成，要弄清計(jì)算機(jī)上安裝的 位置，不要安裝在其他不對(duì)的地方，否則就弄 不好安裝 安裝好之后不能 無問題運(yùn)行程序。 建立計(jì)算機(jī)的主機(jī)與板卡之間的聯(lián)系。 連接本次設(shè)計(jì)所用電機(jī)和相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器。按照所給的說明書 指示的要求進(jìn)行安裝，在安裝好了后一定不能忘的工作，那就是要測(cè)試伺服電機(jī)和它的驅(qū)動(dòng)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(cè)。將兩條電纜按照所給的要求連在相應(yīng)的地方，不要弄錯(cuò)。 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(gè)新的作用： MFC 可視化的編程，它就是我們這 次設(shè)計(jì)所用到的功能。下面我們來動(dòng)手看看 VC++的 MFC 可視化編程，它所具備的一些基本的部分。 VC＋＋在建立好界面時(shí)，它會(huì)自動(dòng)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(shí)間和精力。如果出現(xiàn)一些什么錯(cuò)誤和一些警告，都會(huì)出現(xiàn)在這里面了，當(dāng)我們雙擊這個(gè)地方的錯(cuò)誤提示之后，在我們編寫代碼的地方的左側(cè)就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)黑色的類似標(biāo)簽的東西，用來顯示錯(cuò)誤在哪一行。 圖 31 V C++窗口界面 我們本次設(shè)計(jì)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。用 VC++來編寫代碼，如果有一定的 C 語言功底，因?yàn)檫@ 畢竟是在 C語言上發(fā)展而來的，會(huì)更加輕松。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(dòng)條之類的，還可以進(jìn)行自己個(gè)性設(shè)置，比如改變字體和字型等，改變字的顏色與對(duì)話框中控件的顏色，相比 C 語言有很大的優(yōu)勢(shì)，深入使用后會(huì)發(fā)現(xiàn)更多的且有實(shí)際作用的功能。 第一步，我 們就需要打開 VC 這個(gè)軟件，點(diǎn)擊新建，就會(huì)出現(xiàn)下圖 所示的那樣，接著我們?cè)冱c(diǎn)擊 projects 這個(gè)選項(xiàng)，就會(huì)出現(xiàn)好多個(gè)類型項(xiàng)目，我們需要的是點(diǎn)擊 MFC AppWizard[exe]這個(gè)項(xiàng)目，接下來我們?cè)趯?duì)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。 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(gè)控制界面要實(shí)現(xiàn)的功能，那么在這次設(shè)計(jì)當(dāng)中，我們是在控制卡的基礎(chǔ)上來進(jìn)行兩軸的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，我們?cè)谶@個(gè)界面中就需要實(shí)現(xiàn)初始化（這包括板卡和軸的初始化）、回零（運(yùn)行前，清除一些錯(cuò)誤的狀態(tài)）、單軸的點(diǎn)動(dòng)（在這里，我們可以通過運(yùn)動(dòng)距離和運(yùn)動(dòng)速度這兩個(gè)參數(shù)來控制點(diǎn)動(dòng)）、多軸的聯(lián)動(dòng)（主要包括直線運(yùn)動(dòng)和弧線運(yùn)動(dòng)，對(duì)于弧線運(yùn)動(dòng)，界面中用兩種圓弧插補(bǔ)的方式來繪制）、坐標(biāo)映射、自定義軌跡、退出，運(yùn)行。具體的添加步驟：點(diǎn)擊面板上相應(yīng)控件，在它的上面點(diǎn)擊一下，就會(huì)出現(xiàn)。 在屬性設(shè)置中，我們主要是對(duì)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(gè)項(xiàng)目進(jìn)行，對(duì)于編輯框，我們點(diǎn)擊右鍵，會(huì)有一些操作，我們選類向?qū)?，主要是?duì)字符類型進(jìn)行設(shè)置。 圖 33 界面初始窗 口 經(jīng)過上面幾步的設(shè)置，我們所需的控制界面已經(jīng)大致成形。 14 圖 34