運動控制卡在數(shù)控沖床系統(tǒng)方面的成功應用

1、概述

作為基于PC機的上位控制單元，運動控制卡在專機系統(tǒng)的開發(fā)過程中，具有更大的靈活性和開放性。使得用戶能在短期內開發(fā)出功能強大的運動控制系統(tǒng)。正因為以上的特點，專業(yè)運動控制卡不僅在機床行業(yè)得到大量推廣使用，而且在在許多小型專機系統(tǒng)中也得到廣泛地應用。本文將以步進機電公司MPC01系列運動控制卡為例，介紹單軸運動控制卡在數(shù)控沖床進給系統(tǒng)中應用。

2、數(shù)控沖床運動控制系統(tǒng)

（1） 系統(tǒng)執(zhí)行機構及上位控制器：

在數(shù)控沖床的單軸送料系統(tǒng)中，要求執(zhí)行電機的空載響應時間在40—60ms以內。而步進電機的響應時間（一般在200ms左右）不能滿足該系統(tǒng)快速響應的要求，故本系統(tǒng)選用松下公司交流伺服電機MSMA750W和DMC301A分別作為執(zhí)行電機和上位控制器。

下面為該運動控制系統(tǒng)電路接線圖：

DMC301A與MINASA系列的接線圖

（2） 系統(tǒng)軟件控制部分

該系統(tǒng)軟件采用VB來進行編程。由于MPC01運動控制卡配備了功能強大的動態(tài)鏈接庫（DLL），用戶可以很快在Windows系統(tǒng)環(huán)境下開發(fā)出自己的運動控制系統(tǒng)。而且針對Win的多任務機制，MPC01運動控制卡采用了虛擬設備驅動（VXD）技術，很好地解決了Win環(huán)境下的控制系統(tǒng)的實時性問題。在程序進行初始化時，利用聲明模塊（MPC01。BAS），以頭文件的形式將動態(tài)鏈接庫進行鏈接后，用戶就可以象調用Windows內部函數(shù)一樣來調用板卡的運動控制函數(shù)。

在沖床的工作過程中，要求機床滑塊升起后，伺服送料機構才能開始進行送料，而在滑塊落下前，送料機構必須完成定位過程。所以要求該系統(tǒng)的軟件部分必須使機床的滑塊與送料機構之間的動作協(xié)調一致。該系統(tǒng)利用MPC01卡的狀態(tài)查詢函數(shù)來判斷沖床滑塊的位置，來決定是否發(fā)命令給伺服電機進行進給運動。從而達到使滑塊和送料機構之間的動作協(xié)調一致。

流程圖

以下為進給系統(tǒng)的運動控制程序。

Private Sub Timer2_Timer（）
Dim ch_status As Long
Dim a, b As Long
ch_status = check_status（1）
/利用check_status函數(shù)讀取沖床原點開關的狀態(tài)/
a = 4
b = a And ch_status 
/判斷原點開關是否閉合/
If b = 4 Then 
/如果原點開關閉合/
set_conspeed 1, 100000
/調用速度設置函數(shù)set_conspeed來設置伺服電機的運行速度/
con_pmove 1,Mdis＊ 835.8978246155
/調用點位運動函數(shù)con_pmove來設置伺服電機的運轉方向和運行距離/
End If
End Sub
    
3、結束語

本系統(tǒng)在采用了運動控制卡和伺服進給系統(tǒng)后，有效地解決數(shù)控沖床進給系統(tǒng)高精度定位要求和高速啟動的要求，在非常短的時間內開發(fā)出了功能完善的用戶程序，滿足了沖床應用的需要。