MPC03-LS運動控制卡在鐳射雕刻機行業的應用論文
MPC03-LS運動控制卡介紹
MPC03-LS控制卡是基於PC機PCI匯流排的步進電機或數字式伺服電機的上位控制單元，它與PC機構成主從式控制結構：PC機負責人機互動介面的管理和控制系統的實時監控等方面的工作（例如鍵盤和滑鼠的管理、系統狀態的顯示、控制指令的傳送、外部訊號的監控等等），MPC03-LS卡完成運動控制的所有細節（包括脈衝和方向訊號的輸出、自動升降速的處理、原點和限位等訊號的檢測等等）。每塊MPC03-LS卡可控制4軸步進電機或數字式伺服電機，並支援多卡共用，以實現多於4個運動軸的控制；每軸均可輸出脈衝和方向訊號，以控制電機的運轉；同時，可外接原點、減速、限位等開關訊號，以實現回原點、保護等功能，這些開關訊號由MPC03-LS卡自動檢測並作出反應。另外，MPC03-LS卡還提供了通用I/O訊號的介面。
MPC03-LS卡採用先進的DSP晶片，具有梯形及S形升降速曲線，最高輸出頻率可達4.0MHz，並帶有編碼器反饋埠，可以實時讀取數字式交流伺服系統的編碼器訊號或其他位置檢測裝置（如光柵尺等）的反饋訊號。
MPC03-LS配備了功能強大、內容豐富的運動控制驅動軟體工具。MPC03-LS在插補演算法和運動函式的執行效率方面採用了更有效的方法，提高了插補精度、插補速度和實時性。這些軟體工具主要分為示範軟體和運動函式庫兩大類。利用MPC03-LS的示範軟體既可以很快地熟悉MPC03-LS控制卡的軟、硬體功能，又可以方便快捷地測試執行電機及驅動系統在完成各種運動時的效能特性。MPC03-LS運動函式庫用於二次開發，使用者只要用VC＋＋或Visual Basic等支援DLL呼叫的開發工具編制所需的使用者介面程式，並把它與MPC03-LS運動庫連結起來，就可以開發出自己的控制系統，例如：數控系統、檢測裝置、自動生產線等。MPC03-LS的運動函式庫能夠完成與運動控制有關的複雜細節（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的開發週期。
鐳射雕刻機行業存在的問題
大幅面鐳射雕刻機以前的控制系統主要採用鐳射印章機的控制方案，該方案採用微控制器控制，並將控制電路與驅動電路做成一體。主要存在以下問題：雕刻速度低，只能達到200毫米/秒，加工速度設定偏高就會出現錯位的現象；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“鋸齒”；同時返修率也比較高。不能滿足使用者的要求。
MPC03-LS的解決方案
為了解決高速錯位的'問題，我們基於開闢的RAM區，採用點陣圖象素控制，不僅解決了大幅面圖形的處理，而且實現了在同步掃描中，採用了將運動指令和鐳射開關光指令結合的方法，提高了掃描精度，保證了雕刻質量。
為了解決高速切割產生“鋸齒”的問題，我們採用了微線段跨段加減速控制技術，即使切割速度高達200毫米/秒也不會產生“鋸齒”，極大地提高了切割速度。同時採用PWM技術實時控制鐳射能量，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量。
MPC03-LS針對鐳射行業應用的特殊性，優化了軟體和硬體配置，大大地提高了鐳射加工裝置的輸出速度和輸出質量。同時，為了方便裝置製造商儘快推出高效能的產品，在深入研究鐳射雕刻機加工工藝及特點的基礎上，我們基於MPC03-LS控制卡開發了整套控制系統，該系統主要功能有：
A、 支援BMP、PLT、DXF、DST(田島繡花軟體)等圖形圖象資料格式。
B、 系統調入圖形、影象資料後，可進行簡單排版編輯（如縮放、旋轉等）。
C、 可以分層輸出資料，對每層可以單獨定義輸出功率、輸出速度、輸出順序、輸出型別（雕刻/切割），並對每層的定義引數自動儲存。
D、 可以對影象進行雕刻，對向量圖進行畫線、切割和雕刻，可以設定雕刻精度。
E、 支援陣列輸出，立即（定點）輸出，模擬輸出。
F、 輸出時可以“暫停”、“繼續”，“手動定位”，所有輸出控制操作可以直接接到裝置的操作控制面版上，操作方便。
G、 輸出時有“走邊框”功能，方便找到放料位置。
H、 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。
鐳射加工裝置製造商只需要選用該軟體及MPC03-LS控制卡即可生產出高效能的鐳射雕刻切割裝置，大大縮短了新產品的開發週期，極大地提高了裝置製造商的市場競爭力。
目前的應用和發展趨勢
MPC03-LS控制卡優越的效能解決了困擾鐳射雕刻機多年的技術難題，突破了鐳射雕刻機在運動控制方面的瓶頸，在鐳射加工裝置製造行業取得了極大的影響，目前已有數十家使用者使用該產品，在布料加工、皮革加工、有機玻璃加工、工藝品加工等行業得到了廣泛的應用，取得了良好的經濟效益和社會效益。
MPC03-LS控制卡將緊跟鐳射行業技術的進步，不斷提高產品效能，努力提高鐳射加工裝置行業的製造技術水平。
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