本文介紹了MPC03-LS運動控制卡及其在激光雕刻機行業(yè)的應用，并對MPC03-LS控制卡的發(fā)展進行了展望。
MPC03-LS運動控制卡介紹
MPC03-LS控制卡是基于PC機PCI總線的步進電機或數(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），MPC03-LS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MPC03-LS卡可控制4軸步進電機或數(shù)字式伺服電機，并支持多卡共用，以實現(xiàn)多于4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(zhuǎn)；同時，可外接原點、減速、限位等開關(guān)信號，以實現(xiàn)回原點、保護等功能，這些開關(guān)信號由MPC03-LS卡自動檢測并作出反應。另外，MPC03-LS卡還提供了通用I/O信號的接口。
MPC03-LS卡采用先進的DSP芯片，具有梯形及S形升降速曲線，最高輸出頻率可達4.0MHz，并帶有編碼器反饋端口，可以實時讀取數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)的編碼器信號或其他位置檢測設備（如光柵尺等）的反饋信號。
MPC03-LS配備了功能強大、內(nèi)容豐富的運動控制驅(qū)動軟件工具。MPC03-LS在插補算法和運動函數(shù)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(shù)庫兩大類。利用MPC03-LS的示范軟件既可以很快地熟悉MPC03-LS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(qū)動系統(tǒng)在完成各種運動時的性能特性。MPC03-LS運動函數(shù)庫用于二次開發(fā)，用戶只要用VC＋＋或Visual Basic等支持DLL調(diào)用的開發(fā)工具編制所需的用戶界面程序，并把它與MPC03-LS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(shù)控系統(tǒng)、檢測設備、自動生產(chǎn)線等。MPC03-LS的運動函數(shù)庫能夠完成與運動控制有關(guān)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。
激光雕刻機行業(yè)存在的問題
大幅面激光雕刻機以前的控制系統(tǒng)主要采用激光印章機的控制方案，該方案采用單片機控制，并將控制電路與驅(qū)動電路做成一體。主要存在以下問題：雕刻速度低，只能達到200毫米/秒，加工速度設置偏高就會出現(xiàn)錯位的現(xiàn)象；切割只能使用勻速切割，一般只能達到20毫米/秒，而且容易出現(xiàn)“鋸齒”；同時返修率也比較高。不能滿足用戶的要求。
MPC03-LS的解決方案
為了解決高速錯位的問題，我們基于開辟的RAM區(qū)，采用位圖象素控制，不僅解決了大幅面圖形的處理，而且實現(xiàn)了在同步掃描中，采用了將運動指令和激光開關(guān)光指令結(jié)合的方法，提高了掃描精度，保證了雕刻質(zhì)量。
為了解決高速切割產(chǎn)生“鋸齒”的問題，我們采用了微線段跨段加減速控制技術(shù)，即使切割速度高達200毫米/秒也不會產(chǎn)生“鋸齒”，極大地提高了切割速度。同時采用PWM技術(shù)實時控制激光能量，使工件加工深度在不同的加工速度下均能保持一致，大大地提高了加工質(zhì)量。
MPC03-LS針對激光行業(yè)應用的特殊性，優(yōu)化了軟件和硬件配置，大大地提高了激光加工設備的輸出速度和輸出質(zhì)量。同時，為了方便設備制造商盡快推出高性能的產(chǎn)品，在深入研究激光雕刻機加工工藝及特點的基礎上，我們基于MPC03-LS控制卡開發(fā)了整套控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要功能有：
支持BMP、PLT、DXF、DST（田島繡花軟件）等圖形圖象數(shù)據(jù)格式。
系統(tǒng)調(diào)入圖形、圖像數(shù)據(jù)后，可進行簡單排版編輯（如縮放、旋轉(zhuǎn)等）。
可以分層輸出數(shù)據(jù)，對每層可以單獨定義輸出功率、輸出速度、輸出順序、輸出類型（雕刻/切割），并對每層的定義參數(shù)自動保存。
可以對圖像進行雕刻，對矢量圖進行畫線、切割和雕刻，可以設置雕刻精度。
支持陣列輸出，立即（定點）輸出，模擬輸出。
輸出時可以“暫?！?、“繼續(xù)”，“手動定位”，所有輸出控制操作可以直接接到設備的操作控制面版上，操作方便。
輸出時有“走邊框”功能，方便找到放料位置。
雕刻速度可以達到1500mm/s，切割速度可以達到220mm/s，雕刻精度可以達到0.1mm。
激光加工設備制造商只需要選用該軟件及MPC03-LS控制卡即可生產(chǎn)出高性能的激光雕刻切割設備，大大縮短了新產(chǎn)品的開發(fā)周期，極大地提高了設備制造商的市場競爭力。
目前的應用和發(fā)展趨勢
MPC03-LS控制卡優(yōu)越的性能解決了困擾激光雕刻機多年的技術(shù)難題，突破了激光雕刻機在運動控制方面的瓶頸，在激光加工設備制造行業(yè)取得了極大的影響，目前已有數(shù)十家用戶使用該產(chǎn)品，在布料加工、皮革加工、有機玻璃加工、工藝品加工等行業(yè)得到了廣泛的應用，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。
MPC03-LS控制卡將緊跟激光行業(yè)技術(shù)的進步，不斷提高產(chǎn)品性能，努力提高激光加工設備行業(yè)的制造技術(shù)水平。
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