运动控制器的选型和应用实验---指导书(20111227修改)

机械设计制造及其自动化专业实验

——机电控制实验运动控制器的选型和应用实验

实验指导书

重庆理工大学

重庆汽车学院

实践教学及技能培训中心

2012年1月

运动控制器的选型和应用实验

一．实验目的

1．掌握MPC07运动控制卡对步进电机的控制及其工作原理

2．掌握CNC可编程步进电机控制器对步进电机的控制及其工作原理

3．熟悉一维工作台的工作原理及使用方法，

4．了解上述两种运动控制器+一维工作台的结构组成

5．熟练使用CNC可编程步进电机控制器专用指令进行运动轨迹的编程

6．掌握VB编程方法，熟练使用VB语言对MPC07运动控制卡进行运动轨迹的编程7．通过本实验提高学生对自动化控制的熟悉和了解,锻炼同学的动手和实践能力

二．实验简介

1、M PC07运动控制卡的软硬件简介：

MPC07主要适用于点位运动控制系统。

MPC07控制卡是基于PC机PCI总线的步进电机或数字式伺服电机的上位控制单元，它与PC机构成主从式控制结构：PC机负责人机交互界面的管理和控制系统的实时监控等方面的工作（例如键盘和鼠标的管理、系统状态的显示、控制指令的发送、外部信号的监控等等）；MPC07卡完成运动控制的所有细节（包括脉冲和方向信号的输出、自动升降速的处理、原点和限位等信号的检测等等）。

每块MPC07卡可控制4轴步进电机或数字式伺服电机，并支持多卡共用，以实现多于四个运动轴的控制；每轴均可输出脉冲和方向信号，以控制电机的运转；同时，可外接原点、减速、限位等开关信号，以实现回原点、保护等功能，这些开关信号由MPC07卡自动检测并作出反应。另外，MPC07卡提供了的通用I/O接口，用于开关量控制。

MPC07卡采用先进的控制芯片，具有梯形升降速曲线，最高输出频率可达4.0MHz，有编码器反馈端口，主要适用于步进电机控制系统，也可用于有编码器反馈的数字式交流伺服系统。

MPC07配备了功能强大、内容丰富的Windows驱动程序、DLL函数库及示例程序。

MPC07在插补算法和运动函数的执行效率方面采用了更有效的方法，提高了插补精度、插补速度和实时性。利用MPC07的示例程序既可以很快地熟悉MPC07控制卡的软、硬件功能，又可以方便快捷地测试执行电机及驱动系统在完成各种运动时的性能特性。

MPC07运动函数库用于二次开发，用户只要用VC＋＋或Visual Basic等支持Windows 标准32位动态链接库（DLL）调用的开发工具编制所需的用户界面程序，并把它与MPC07运动库链接起来，就可以开发出自己的控制系统，例如：数控系统、检测设备、自动生产线等。MPC07的运动函数库能够完成与运动控制有关的复杂细节（比如：升降速、直线插补等），这样就可以大大缩短控制系统的开发周期。

2、C NC可编程步进电机控制器简介：

CNC可编程步进电机控制器可与步进电机驱动器、步进电机组成一个完善的步进电机控制系统，能控制多台步进电机多段分时运行。

本控制器核心为单片机芯片，采用计算机式的编程语言，拥有输入、输出、计数、循环、条件转移、无条件转移、中断等多种指令。具有编程灵活、适应范围广等特点，可广泛应用于各种控制的自动化领域。

技术指标

1. 可控制3台步进电机（分时工作）

2. 可编100段程序指令（不同的工作状态）

3. 可选择5条升降速曲线

4. 最高输出频率：10 KPPS（脉冲/秒）

5. 可接受外接信号控制

6. 可控制外部其它部件工作

7. 数码显示，可显示当前的运行状态、循环次数、脉冲数等

8. 采用超高速单片机控制，采用共阳接法

本实验分为二部分内容：

1、通过操作CNC可编程步进电机控制器的面板按键实现对一维工作台的编

程控制。

2、通过对MPC07运动控制卡进行二次开发（使用VB或C语言编程）实现对

一维工作台的编程控制。

三．实验仪器和设备

1．计算机一台

2．EM-300型步进电机控制系统一台

3．一维工作台(带步进电机：步距角α=1.8°) 一台

4．MPC07演示软件

5．CNC步进电机可编程控制器应用板一块

6．霍尔传感器一个

7．多功能电源板一块

8．导线若干

四．实验步骤及内容

1．本实验所使用的均为精密贵重仪器设备，在实验前必须对操作步骤进行充分的预习。

连接CNC可编程步进电机控制器与一维工作台，根据CNC可编程步进电机控制器使用说明书（在“校内网—〉机械工程实验教学中心网站：/—〉数字资源—〉实验教学资料下载—〉实验参考资料”

上下载），熟练使用控制器的面板按纽对一维工作台的运动进行控制。

2．根据预习题一的内容，在CNC可编程步进电机控制器上现场编制控制程序，并调试运行。

3．结束实验后，关闭CNC可编程步进电机控制器电源，将实验仪器设备归位。

4．连接EM-300型步进电动机控制系统与一维工作台，根据MPC07运动控制卡操作手册（“校内网—〉机械工程实验教学中心网站：/—〉数字资源—〉实验教学资料下载—〉实验参考资料”），熟练使用DEMO软件的控制界面对一维工作台的运动进行控制。

5．熟悉一维工作台的结构及工作原理。测出一维工作台的丝杠导程，了解步进电机驱动器细分的原理及意义，测出不同细分数下的脉冲当量。

6．根据预习题二的内容，编制运动控制程序。

7．经指导老师检查同意后，接通EM-300型步进电动机控制系统电源，开始实验，调试程序并运行系统。

8．结束实验后，关闭EM-300型步进电动机控制系统电源，将实验仪器设备归位。五．预习要求

1．预习MPC07运动控制卡操作手册中的有关内容：