本文先容了MPC03-LS運(yùn)動(dòng)控制卡及其在激光雕刻機(jī)行業(yè)的應(yīng)用，并對(duì)MPC03-LS控制卡的發(fā)展進(jìn)行了展看。

  MPC03-LS運(yùn)動(dòng)控制卡先容

        MPC03-LS控制卡是基于PC機(jī)PCI總線(xiàn)的步進(jìn)電機(jī)或數(shù)字式伺服電機(jī)的上位控制單元，它與PC機(jī)構(gòu)成主從式控制結(jié)構(gòu)：PC機(jī)負(fù)責(zé)人機(jī)交互界面的治理和控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控等方面的工作（例如鍵盤(pán)和鼠標(biāo)的治理、系統(tǒng)狀態(tài)的顯示、控制指令的發(fā)送、外部信號(hào)的監(jiān)控等等），MPC03-LS卡完成運(yùn)動(dòng)控制的所有細(xì)節(jié)（包括脈沖和方向信號(hào)的輸出、自動(dòng)升降速的處理、原點(diǎn)和限位等信號(hào)的檢測(cè)等等）。每塊MPC03-LS卡可控制4軸步進(jìn)電機(jī)或數(shù)字式伺服電機(jī)，并支持多卡共用，以實(shí)現(xiàn)多于4個(gè)運(yùn)動(dòng)軸的控制；每軸均可輸出脈沖和方向信號(hào)，以控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)；同時(shí)，可外接原點(diǎn)、減速、限位等開(kāi)關(guān)信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)回原點(diǎn)、保護(hù)等功能，這些開(kāi)關(guān)信號(hào)由MPC03-LS卡自動(dòng)檢測(cè)并作出反應(yīng)。另外，MPC03-LS卡還提供了通用I/O信號(hào)的接口。

       MPC03-LS卡采用先進(jìn)的DSP芯片，具有梯形及S形升降速曲線(xiàn)，最高輸出頻率可達(dá)4.0MHz，并帶有編碼器反饋端口，可以實(shí)時(shí)讀取數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)的編碼器信號(hào)或其他位置檢測(cè)設(shè)備（如光柵尺等）的反饋信號(hào)。

        MPC03-LS配備了功能強(qiáng)大、內(nèi)容豐富的運(yùn)動(dòng)控制驅(qū)動(dòng)軟件工具。MPC03-LS在插補(bǔ)算法和運(yùn)動(dòng)函數(shù)的執(zhí)行效率方面采用了更有效的方法，進(jìn)步了插補(bǔ)精度、插補(bǔ)速度和實(shí)時(shí)性。這些軟件工具主要分為示范軟件和運(yùn)動(dòng)函數(shù)庫(kù)兩大類(lèi)。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(cè)試執(zhí)行電機(jī)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在完成各種運(yùn)動(dòng)時(shí)的性能特性。MPC03-LS運(yùn)動(dòng)函數(shù)庫(kù)用于二次開(kāi)發(fā)，用戶(hù)只要用VC＋＋或Visual Basic等支持DLL調(diào)用的開(kāi)發(fā)工具編制所需的用戶(hù)界面程序，并把它與MPC03-LS運(yùn)動(dòng)庫(kù)鏈接起來(lái)，就可以開(kāi)發(fā)出自己的控制系統(tǒng)，例如：數(shù)控系統(tǒng)、檢測(cè)設(shè)備、自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)等。MPC03-LS的運(yùn)動(dòng)函數(shù)庫(kù)能夠完成與運(yùn)動(dòng)控制有關(guān)的復(fù)雜細(xì)節(jié)（比如：升降速、直線(xiàn)插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)等），這樣就可以大大縮短控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期。

         激光雕刻機(jī)行業(yè)存在的題目

       大幅面激光雕刻機(jī)以前的控制系統(tǒng)主要采用激光印章機(jī)的控制方案，該方案采用單片機(jī)控制，并將控制電路與驅(qū)動(dòng)電路做成一體。主要存在以下題目：雕刻速度低，只能達(dá)到200毫米/秒，加工速度設(shè)置偏高就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)位的現(xiàn)象；切割只能使用勻速切割，一般只能達(dá)到20毫米/秒，而且輕易出現(xiàn)“鋸齒”；同時(shí)返修率也比較高。不能滿(mǎn)足用戶(hù)的要求。

         MPC03-LS的解決方案

        為了解決高速錯(cuò)位的題目，我們基于開(kāi)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(shí)現(xiàn)了在同步掃描中，采用了將運(yùn)動(dòng)指令和激光開(kāi)關(guān)光指令結(jié)合的方法，進(jìn)步了掃描精度，保證了雕刻質(zhì)量。

        為了解決高速切割產(chǎn)生“鋸齒”的題目，我們采用了微線(xiàn)段跨段加減速控制技術(shù)，即使切割速度高達(dá)200毫米/秒也不會(huì)產(chǎn)生“鋸齒”，極大地進(jìn)步了切割速度。同時(shí)采用PWM技術(shù)實(shí)時(shí)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，大大地進(jìn)步了加工質(zhì)量。

       MPC03-LS針對(duì)激光行業(yè)應(yīng)用的特殊性，優(yōu)化了軟件和硬件配置，大大地進(jìn)步了激光加工設(shè)備的輸出速度和輸出質(zhì)量。同時(shí)，為了方便設(shè)備制造商盡快推出高性能的產(chǎn)品，在深進(jìn)研究激光雕刻機(jī)加工工藝及特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，我們基于MPC03-LS控制卡開(kāi)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)進(jìn)圖形、圖像數(shù)據(jù)后，可進(jìn)行簡(jiǎn)單排版編輯（如縮放、旋轉(zhuǎn)等）。
    可以分層輸出數(shù)據(jù)，對(duì)每層可以單獨(dú)定義輸出功率、輸出速度、輸出順序、輸出類(lèi)型（雕刻/切割），并對(duì)每層的定義參數(shù)自動(dòng)保存。
    可以對(duì)圖像進(jìn)行雕刻，對(duì)矢量圖進(jìn)行畫(huà)線(xiàn)、切割和雕刻，可以設(shè)置雕刻精度。
    支持陣列輸出，立即（定點(diǎn)）輸出，模擬輸出。
    輸出時(shí)可以“暫停”、“繼續(xù)”，“手動(dòng)定位”，所有輸出控制操縱可以直接接到設(shè)備的操縱控制面版上，操縱方便。
    輸出時(shí)有“走邊框”功能，方便找到放料位置。
    雕刻速度可以達(dá)到1500mm/s，切割速度可以達(dá)到220mm/s，雕刻精度可以達(dá)到0.1mm。

       激光加工設(shè)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(shè)備，大大縮短了新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期，極大地進(jìn)步了設(shè)備制造商的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

         目前的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)

        MPC03-LS控制卡優(yōu)越的性能解決了困擾激光雕刻機(jī)多年的技術(shù)困難，突破了激光雕刻機(jī)在運(yùn)動(dòng)控制方面的瓶頸，在激光加工設(shè)備制造行業(yè)取得了極大的影響，目前已有數(shù)十家用戶(hù)使用該產(chǎn)品，在布料加工、皮革加工、有機(jī)玻璃加工、工藝品加工等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

      MPC03-LS控制卡將緊跟激光行業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，不斷進(jìn)步產(chǎn)品性能，努力進(jìn)步激光加工設(shè)備行業(yè)的制造技術(shù)水平。