什么是运动控制卡其作用是什么

运动控制卡是基于PC和工业PC的上位控制单元,应用于各种运动控制场合(包括位移、速度、加速度等)。

运动控制卡是基于PC总线采用高性能微处理器(如DSP)和大规模可编程器件实现多个伺服电机的多轴协调控制的高性能步进/伺服电机运动控制卡,包括脉冲输出、脉冲计数、数字量输入、数字量输出、D/A输出等功能,可以发射连续的、高频的脉冲串,通过改变发射脉冲的频率来控制电机的转速,并通过改变发射的脉冲数。 电机的位置,其脉冲输出方式包括脉冲/方向、脉冲/脉冲方式。

脉冲计数可用于编码器的位置反馈,以提供机器的准确位置并纠正传输过程中产生的误差。 数字输入/输出点可用于限位、原点开关等。库功能包括S形和T形加速、直线插补和圆弧插补、多轴联动功能等。产品广泛应用于位置控制工业自动化控制领域中需要精确定位和定长的系统和基于PC的NC控制系统。

具体来说,集成了运动控制的底层软件和硬件,使其具有伺服电机控制所需的各种速度和位置控制功能。 这些函数可以通过计算机方便地调用。 目前国内外运动控制卡公司有美国的GALIL、PMAC,英国的Trio,台湾的台达、凌华、研华,大陆的研控、乐赛、固高、立创、中微星等。

运动控制卡的出现主要是由于:

(1)为了满足新型数控系统的标准化、灵活性、开放性等要求; (2)在各种工业设备(如包装机械、印刷机械等)、国防装备(如跟踪定位系统等)、智能医疗器械等设备自动化的发展和改造中控制系统中,迫切需要一个运动控制模块的硬件平台; (3)PC在各个工业现场的广泛应用,也促使安装相应的控制卡,以充分发挥PC的强大功能。

运动控制卡通常采用专业运动控制芯片或高速DSP作为运动控制核心,多用于控制步进电机或伺服电机。 一般情况下,运动控制卡与PC机组成主从控制结构:PC机负责人机交互界面的管理以及控制系统的实时监控(如键盘鼠标管理、系统控制等)。状态显示、运动轨迹)规划、发送控制指令、外部信号监测等); 控制卡完成运动控制的所有细节(包括脉冲和方向信号的输出、自动加减速的处理、原点、限位等信号的检测等)。

运动控制卡配有开放的函数库,供用户在DOS或Windows系统平台下开发构建所需的控制系统。 因此,这种开放式结构的运动控制卡可广泛应用于制造业设备自动化的各个领域。 机床数控系统按照一定的方法确定刀具运动轨迹。 也可以说,根据曲线上的某些数据,按照一定的算法计算出已知点之间的中间点的方法也称为“数据点的致密化”。

数控装置根据输入的零件程序信息,对程序段所描述的曲线的起点和终点之间的空间进行加密,形成所需的轮廓轨迹。 这种“数据致密化”功能称为“插补修复”。插补计算是指数控装置根据输入的基础数据,通过计算描述出工件轮廓的形状。计算的同时,根据计算结果向各个坐标发送进给脉冲。计算结果,对应于每个脉冲,机床沿相应的坐标方向移动相当于一个脉冲的距离,从而将工件加工成所需的轮廓形状。

线性插补(Llne Interpolation)是车床上常用的插补方法。 该方法中,两点之间的插补沿着一条直线点组进行近似,并沿着这条直线控制刀具的运动。 零件的轮廓往往是多种多样的,包括直线、圆弧、任意曲线、样条线等。数控机床的切削刀具往往不能沿着曲线的实际轮廓运动,而是近似沿着许多很小的直线运动。 切割方向一般为x、y方向。

插补方法包括:直线插补、圆弧插补、抛物线插补、样条插补等。所谓线性插补是只有当实际轮廓是直线时才能使用的插补方法(如果不是直线,也可以采用近似方法,即用线段来近似曲线,这样每个线段都可以用直线插值)。

首先,假设您从实际轮廓的起点沿 x 方向(一个脉冲当量)走了一小段距离,发现终点位于实际轮廓的下方。 然后下一条线段沿 y 方向行走一小段距离。 此时,如果线段的终点仍低于实际轮廓,则继续沿y方向走一小段,直至高于实际轮廓,然后沿x方向走一小段,依此类推在。 直到到达轮廓的末端。 这样,实际轮廓就由多段折线组成。 虽然是折线,但是如果我们每条切割线段都很小(在精度允许的范围内),那么这段折线和实际轮廓仍然可以近似地看做是同一条曲线——这就是线性插值。

圆弧插补(Circula:Interpolation) 这是一种插补方法。 该方法根据两个端点之间的插补数字信息,计算出近似实际圆弧的点群,并控制刀具沿这些点移动进行加工。 创建圆弧曲线。

传统CNC仅提供直线和圆弧插补。 对于非线性和圆弧曲线,采用直线和圆弧分段拟合方法进行插值。 这种方法在加工复杂曲线时会导致数据量大、精度差、进给速度不均匀、编程复杂等一系列问题,势必对加工质量和加工成本产生较大影响。 许多人开始寻求一种可以直接插值复杂自由曲线曲面的方法。

国内外学者对此进行了大量深入的研究,也产生了许多新的插值方法。 如A(AKIMA)样条插值、C(CUBIC)样条插值、贝塞尔(Bezier)曲线插值、PH(Pythagorean-Hodograph)曲线插值、B样条插值等。由于B样条曲线的诸多优点,尤其是其在自由空间曲线曲面表示和设计方面的强大功能,使得自由空间曲线曲面直接插值算法的研究多集中于它。

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