基于VC_的四轴运动控制卡软件系统开发研究
基于VERICUT的四轴联动数控机床仿真研究
基于VERICUT的四轴联动数控机床仿真研究摘要进入21世纪以来，随着科学技术的飞速发展，机械制造业在整个制造产业中占的比例愈来愈重，数控技术的广泛应用给机械制造业的生产方式、产品结构、产业结构带来了深刻的变化。
因此，各职业学校和培训机构为了培养能够快速适应企业发展要求的高技能人才，纷纷进行数控技术的培训。
在传统培训上，学生的培训都是在真实的机床上进行培训，但近几年随着学生的增加，实习工位严重不足，影响了培训的质量。
在这种情况下，数控仿真加工的出现解决这一难题。
本文基于VERICUT软件构建了四轴加工的仿真环境，解决了上述存在的问题，实现了数控编程的虚拟制造。
关键词VERICUT；数控机床；仿真Study on the 4-axis CNC Machine Simulation Based on Vericut and UGAbstract In the 21 st century, with the rapid development of science and technology, machinery manufacturing industry in the entire manufacturing industry percentage of more and more serious, the wide application of numerical control technology for mechanical manufacturing mode of production, product structure, industrial structure brings profound changes. Therefore, the vocational schools and training institutions in order to develop the can quickly adapt to the requirements of the development of the enterprise the talent of high technical ability, have to the numerical control technology training, in the traditional training, the training of the students are in a real machine tools on training, but in recent years with the increase of the students, practice location severity shortage, influence the quality of the training. In this case, the emergence of numerical control imulation processing solve this problem. This paper is the base VERICUT software build four axis machining simulation environment, to solve the above problems, realize the CNC programming of virtual manufacturing.Keywords VERICUT；NC machine; Simulation自我国加入WTO以来，我国已成为全球的“制造中心”，数控加工技术在机械制造业中的广泛应用，迫切需要一大批能够适应企业要求的数控高技能人才，大批数控机床操作人员的专业培训的重担就落在了职业院校和培训学校。
基于VC与开放式运动控制器的并联机器人控制软件开发
基于VC与开放式运动控制器的并联机器人控制软件开发近年来，随着工作效率的不断提升和生产流程的不断完善，机器人技术被越来越多的企业所使用。
尤其是在制造业中，机器人的应用越来越广泛，其中并联机器人是一种比较常见的形式。
基于VC与开放式运动控制器的并联机器人控制软件开发，对于机器人制造和应用有着重要的意义，本文将详细阐述软件开发的过程和方法。
一、并联机器人控制的环境与软件开发基础基于VC与开放式运动控制器的并联机器人软件开发，需要具备一定的控制背景和编程基础。
并联机器人的控制环境离不开控制器和运动控制器，通过使用C语言和相应的控制组件及开发工具，可以实现对并联机器人的完整控制。
1、VC是微软公司的一款程序开发工具，它是Windows应用程序开发的重要工具之一，具有丰富的界面设计功能和强大的编程功能，可实现快速构建各种质量高、功能完整的应用程序。
2、开放式运动控制器是一种用于控制机器人运动的软、硬件系统，它包括运动控制板、运动控制器、运动控制器语言等，是机器人控制系统的核心部件，它可以自由设置各个轴的运动和速度，实现对机器人的精确控制。
二、并联机器人控制软件的开发流程并联机器人控制软件的开发流程主要包括需求分析、软件设计、编码实现、测试与调试和软件维护等步骤。
其中，软件设计是整个开发流程的关键环节，决定了软件开发的效率和最终的产品质量。
1、需求分析需求分析是软件开发的第一步，它是确定软件需求和目标的过程。
在并联机器人控制软件的开发中，需求分析主要包括以下几个步骤：a、确定目标和要求：分析并集中各个环节标定其功能和应用范围，进而确定软件的目标和要求，从而有助于确定开发方案。
b、需求收集：收集软件开发的相关需求，也就是收集机器人的相关控制参数，确定机器人的工作类型、动作方式、运动范围与运动速度等关键参数，以便将此信息输入初始控制系统。
同时，也需要对机器提供的外部接口进行收集和分析，以用于与前端交互操作及数据传输。
基于Android的远程四轴运动控制系统研发
基于Android的远程四轴运动控制系统研发基于Android的远程四轴运动控制系统研发近年来，无人机技术飞速发展，成为了不少人喜爱的玩具和专业摄影工具。
随着无人机市场的逐渐扩大，人们对无人机操作的要求也变得越来越高。
基于Android的远程四轴运动控制系统应运而生。
这种系统通过安装在智能手机或平板电脑上的软件控制，实现了对无人机的远程操控，并配备了更多的功能。
首先，我们来了解一下四轴运动控制系统的基本原理。
无人机的四个电机能够通过电子调速器进行精确调节，实现飞行姿态控制。
通过对四电机的不同转速进行调节，可以实现无人机的前进、后退、上升、下降、旋转等运动。
而通过安装在Android设备上的控制软件，可以对这些参数进行实时控制，从而远程操控无人机。
接下来，我们将介绍基于Android的远程四轴运动控制系统的功能。
首先是实时视频传输功能。
无人机上安装了一个摄像头，可以将飞行过程中的实时视频传送到Android设备上。
用户可以通过控制软件观看无人机实时画面，实现一种“驾驶员视角”。
这对于航拍摄影、搜救等应用场景非常重要。
其次是路径规划功能。
通过控制软件，用户可以在地图上规划无人机的航线，包括起飞点、降落点、关键点等。
无人机会按照设定好的航线执行飞行任务。
这种功能对于大规模搜救、巡逻等任务非常有用，能够减轻人力投入，提高工作效率。
此外，基于Android的远程四轴运动控制系统还具备一些辅助功能。
例如，高度保持功能可以在飞行中自动调整无人机的高度，保证安全飞行。
自动返航功能可以让无人机在电量不足或失联时自动返回起飞点。
紧急停机功能可以在遇到突发情况时及时终止飞行。
这些辅助功能能够增加无人机的安全性，减少失控的风险。
值得一提的是，基于Android的远程四轴运动控制系统还具备良好的用户体验。
Android平台拥有庞大的用户群体，用户对于控制软件的界面友好性和操作便捷性要求也较高。
开发者在设计控制软件时需要考虑这些因素，并提供直观的交互界面和简便的操控方式。
维宏四轴雕刻机运动控制系统Ncstudio V10用户手册(适用于PCIMC-75A控制卡)说明书
machine must be grounded. 4） When machine is not in use, please shut off the power. 5） Please pull out the BNC connector plugs, when the machine is not used for a period of
基于VC的开放式数控系统软件设计
基于VC的开放式数控系统软件设计摘要本文基于Visual C++6.0平台，利用多线程同步技术设计了开放式数控系统上层软件，论述了上层软件的架构及多线程同步方式等关键模块的实现方法。
关键词开放式数控系统运动控制卡 Visual C++ 多线程为了满足实际生产中对数控系统的可移值性、模块独立性的要求，数控系统从传统的封闭式结构逐步转向现代的开放式结构。
开放式数控系统具有可互换性、可伸缩性、可移植性、互操作性和可扩展性等特点，极大的增加了用户功能的定制范围，为实现用户的特殊功能提供了途径。
工业计算机+运动控制卡结构的开放式数控系统是目前应用最广泛的开放式数控系统结构。
该结构将运动控制功能分配于运动控制卡中，工业计算机通过上层软件根据操作者指令对运动控制卡的功能进行调用。
工业计算机和运动控制卡之间一般通过PCI总线进行通讯。
工业中应用较广泛的运动控制卡有美国的PMAC及深圳GoogolTech等。
而上层软件需要用户自行设计。
为降低降低各个模块间的耦合性，需对上层软件的各功能模块进行划分；同时，数控系统中各个任务模块需要在固定时间间隔内运行，对时间要求严格，是一个复杂的实时系统，因此需设计合理的任务执行顺序。
为满足上述要求本文基于Visual C++平台设计开发了开放式数控系统的上层软件。
1.系统硬件平台的构建本文以三轴铣床为对象，对其进行数控化改造。
该机床X轴行程280mm，Y轴行程250mm，Z轴行程200mm。
进给系统均采用滚珠丝杠作为传动部件，丝杠导程10mm。
要求改造后达到10m/min的切削进给速度，并实现半闭环控制。
通过选型对比，最终选择深圳固高科技的UC-X04-EPV-M01-L2型运动控制器作为开放式数控系统硬件。
GUC系列运动控制器是嵌入式PC与运动控制器结合为一体的产品，与“工业计算机+运动控制器”结构的运动控制系统相比，具有更高的可靠性、稳定性、抗干扰能力和更好的性价比。
它以Intel 标准X86 架构的CPU和芯片组为系统处理器，采用高性能DSP 和FPGA 作为运动控制协处理器。
基于PCI总线的四轴运动控制卡的研制
基于PCI总线的四轴运动控制卡的研制2008-08-11 来源：中国自动化网浏览：129 摘要：本文介绍了一种采用PCI专用接口芯片PCI9052作为PCI总线与运动控制芯片MCX314as接口桥，实现4轴运动控制卡硬件设计方法。
首先给出了运动控制卡总体结构，PCI总线接口规范、局部总线接口电路、MCX314as信号接口电路。
然后，给出了PCI9052板卡ISA模式下双片选配置方法。
最后，给出了用DriverStudio开发WDM驱动程序方法。
关键词：运动控制卡; PCI9052; PCI总线; MCX314as; WDM1.引言本项目是用于华南理工与广东风华集团合作动臂式贴片机（也称拱架型贴片机）拾取/贴装头四轴控制，X，Y轴为水平面方向运动，Z轴为拾取/贴装头拾取、贴装芯片方向运动，U轴为调整芯片角度方向旋转运动[7>。
项目要求，采用MCX314as为运动控制核心，上位机只需将运动参数写入MCX314as寄存器，各种复杂运动控制，插补计算均由MCX314as完成，极大提高了运算和控制速度，PCI9052为PCI桥接口与计算机通信，完成了4轴伺服/ 步进电机控制，实现位置，速度，加速度控制和直线、圆弧插补功能。
2.运动控制卡硬件结构运动控制卡硬件结构主由PCI接口芯片PCI9052、运动控制芯片MCX314as以及相应光耦隔离、差动传输等电路组成，如图1。
其中,DB 代表数据总线,AB 代表址总线,CB代表控制总线,轴输出为四个轴输出脉冲，I/O为输入输出控制信号等。
2.1 PCI 总线接口PCI局部总线是一种独立于处理器高性能、低成本、开放型总线，它这些优点，使其到迅速普及和发展，并成为事实上微型机总线标准，嵌入式计算机和工业控制计算机方面到广泛应用。
它可分为32位数据/址复用总线和64位数据/址复用总线两种，总线速度分为最高达33MHz和66MHz两种。
数据传送速度最高可达528MB/s [2>。
基于VC的直角坐标机器人控制系统设计
４机器人轨迹规划
所谓轨迹是指被控对象在运动过程中的位移、速度和加速度。而机器人轨迹规划是指机器人根据任务 要求计算出预期的运动轨迹［９］。在工业生产中，机器人轨迹离不开直线插补和圆弧插补［１…，而ＧＡＬＩＬ运动 控制卡提供了丰富的直线和圆弧插补指令，调用相应指令即可完成直线和圆弧插补。本文设计两段轨迹，并 编写程序使机器人完成雕刻运动。 ４．１直线插补轨迹 ＬＭ，ＬＩ为直线插补指令，ＬＭ用于指定直线插补方式及直线插补的轴，ＬＩ指定各轴插补运动的相对距
第２９卷第１期
２ ０ １
４年３月
青岛大学学报（工程技术版） ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＱＩＮＧＤＡＯ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（Ｅ＆Ｔ）
Ｖ０１．２９ Ｎｏ．１
Ｍａｒ．２
０ １ ４
文章编号：１００６—９７９８（２０１４）Ｏｌ一０００７—０５；Ｉ）０１：ｉ０．１３３０６１．１００６—９７９８．２０１４．０１．００２
由图４和图５可以看出，直角坐标机器人成功实现了直线和圆弧插补，较好的完成了雕刻任务。由于雕 刻刀有一定的宽度，故实际雕刻轨迹的线条亦有一定宽度，宽度跟雕刻刀规格有关。
５
结束语
本文针对现代工业对机器人开放性和通用性的要求，设计了一种直角坐标机器人控制系统。整个系统
以“工控机＋运动控制卡’’为核心，采用ＧＡＬＩＩ。ＤＭＣ一１８４２运动控制卡、伺服电机驱动器以及直角坐标机 器人构成一个开放式结构，并且运用面向对象的ＶＣ＋＋编写控制界面。不管是硬件搭建还是软件设计都
ｐｕｌｓｅ。在ＶＣ中运用ｓｐｒｉｎｔｆ（）函数将控制参数发送到运动控制卡，结合ＩＦ语句实现单轴运动
和多轴联动。
２）
回原点运动。在工业控制中，能否准确地回原点是非常重要的指标，其结果直接影响了产品的质
基于单片机的四轴运动控制器
设计作者 张荣强 学号 0407010415 指导老师 于镭
❖ 运动控制（MC）是自动化的一个分支 ，在新兴行业和传统 的机床控制领域有广泛应用，为了深入研究新一代的运动控 制器和合理的软件结构以方便控制器软硬件的升级，进行本 设计。
❖ 编程语言：C语言为主，汇编语言为辅的混合编程
底层硬件接口库PWM 调 试模块
I/O模块
串行通 讯模块
编码处 理模块
BDM 调 试模块
开始 获取数据
初始化
发送呼叫信号
NO
待控制器回答
准备
YES
好
发送数据
NO 待控制器应答
发送成功 YES
结束
点对点数据传输主机部分程序流程图
谢谢！
敬请各位老师批评指正
N 串口中 断
指令滤波 处理
Y 指令拒绝
指令通过
串口指令处理过程
主程序的流程图
运动函数库的处理
❖ 运动控制器的运动函数库是针对用户对于运 动控制的需求。可以支持用户的二次开发。
❖ 单轴运动函数主要包括PID控制算法，PD串 联校正和速度负反馈。
❖ 对于实际应用中的运动控制系统，多轴协作 运动控制是运动控制的重点。
数据获 取模块
辅助 线程
主线程
参数设置
数据共享缓 冲
通讯模块
电动机控制的主程序框图
初始化 设置标志位置 任务标志
哪一个
单步执行 单步子程序
恒速执行
指定位置
恒速子程序 变频子程序
复位 复位子程序
运动控制器程序的结构示意图
上位机
主程序
串
主
口
程
处
基于VC的多轴运动控制器网络控制应用
基于VC的多轴运动控制器网络控制应用阐述了网络控制的原理和特点，分析了目前比较先进的基于VC分布式组件技术(DCOM技术)的网络控制应用方法，并以多轴运动控制器GT-400-SV为例，介绍其编程方法与应用。
关键词：网络控制；多轴运动控制器；DCOM1引言随着计算机技术以及网络技术的发展，尤其是Internet/Intranet的普及，人们对工业系统的过程控制提出了越来越高的要求，控制应当不仅仅局限于现场控制，它们应该与网络技术尤其是Internet/Intranet技术相结合，通过它们远程对实际控制系统进行监控。
网络控制的应用非常广泛，如远程控制数控机床、遥作机器人。
另外对于工作在有毒、有害、有危险的环境下的控制系统更具有实际意义。
2基于Internet的网络控制系统网络控制，即网络化的控制，是指在某个区域内一些现场检测、控制及操作设备和通信线路的集合中，用以提供设备之间的数据传输，使该区域内不同地点的用户实现资源共享和协调操作。
网络控制系统具有如下特点：(1) 网络化结构。
它支持如总路线型、星型、树型等拓扑结构，与分层控制系统的递阶结构相比，显得更加扁平与稳定。
(2) 智能化节点。
带有CPU的智能化节点之间通过网络实现信息传输和功能协调，每个节点都是组成网络控制系统的1个细胞，且具有各自相对独立的功能。
(3) 更好、更完全地实现了ISO7层模型，大大提高网络的可靠性。
网络化结构使原先由中央控制器实现的任务下放到智能化现场设备上执行，这使危险因素得到分散，从而提高了系统的可靠性和安全性。
在网络控制系统中，各节点都是智能体，具有计算、分析、处理和通信的能力，能对其管辖范围内发生的事件做出反应并提供控制。
(4) 混合的通信媒介。
可以使用双绞线、同轴电缆、光纤、无线电射频、红外线等等。
基于Internet/Intranet的分布式网络控制系统，就是将自动控制技术和Internet/Intranet技术相结合，使控制系统网络和Internet/Intranet网络互连，从而实现现场控制信息在Internet/Intranet上实时共享和在Internet/Intranet上对现场设备功能的在线编程。
基于DSP和FPGA的四轴运动控制卡的研究与开发
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指导教师签名
谢明 陈德荣
上海交通大学 硕士学位论文 基于DSP和FPGA的四轴运动控制卡的研究与开发 姓名：谢明 申请学位级别：硕士 专业：电力电子与电力传动 指导教师：陈德荣 20050101
基于 DSP 和 FPGA 的四轴运动控制卡的研究与开发 摘 要
数控技术是生产设备自动化水平的重要标志之一 是现代制造的核 心技术 运动控制卡是数控技术的核心部件 是 ＰＣ 机与驱动执行部件之 间的桥梁 近年来 工业发达国家数控技术发展迅速 我国也在积极研
日期 2005 年 1 月 10 日 日期 2005 年 1 月 10 日
上海交通大学硕士学位论文
第一章 引言
1.1 数字控制技术的基本概念
数字控制 numerical control
简称数控 NC 是近代发展起来的一种自动控制
技术 国家标准 GB 8129-87 对其进行的定义为 用数字化信号对机床运动及其加 工过程进行控制的一种方法 换言之 数控技术就是以数字量编程实现控制机械或其 他设备自动工作的技术 如果一种设备的控制过程是以数字形式来描述的 其工作过 程是可编程序的 并能在程序控制下自动地进行 那么这种设备就从称为数控设备[1] 数字控制的对象是多种多样的 事实上 所有能计算确定运动要求的设备 都可 能实现数控化 如 数控机床 数控火焰切割机 数控绘图机 数控冲剪机等都是属 于这个范围的自动化设备 数控设备的一般工作原理如下
直线和圆弧插补算法以及数字积分插补原理也进行了分析 最终 提出 总体程序流程控制 行了具体程序设计 速度控制算法 四轴运动控制卡在硬件上实现了直线插补 插补算法等的程序设计框架 并进
基于VB的四轴运动控制系统设计
基于VB的四轴运动控制系统设计采用“PC+运动控制卡”的运动控制方案，设计了基于VB的四轴运动控制系统，通过调用控制卡的运动函数库实现单轴点动、连续运动以及直线和圆弧插补等功能。
详细说明了运动控制系统的组成及运动控制系统的软件设计。
标签：VB；运动控制卡；运动控制系统；运动函数库引言为了提高产品质量和产量，运动控制系统正在不断地深入到各个领域并得以迅速发展，运动控制系统在各类控制工程中有着广泛的应用前景。
其应用范围涵盖数控加工业、汽车制造业和机器人等多个领域。
通过开发实时多轴运动控制系统软件来满足实际工作的需求，已经成为备受关注的研究课题[1，2]。
近年来，PC+运动控制卡模式的运动控制系统得到了广泛应用。
它具有结构简单、开放性易实现、成本相对较低等优点[3]。
文章的控制系统也采用PC+运动控制卡模式。
1 系统硬件设计整个系统由运动执行机构及运动控制系统组成，PC为控制系统的上位机，运动控制卡为下位机，系统设计方案如图1所示。
PC主机与控制卡通过PCI通讯方式实现信息交换，PC机通过调用运动控制卡动态链接库向控制卡发出运动指令，运动卡接收来自上位机的指令后向驱动器发出控制脉冲信号，控制卡可以控制所发出脉冲的频率、个数及频率变化率，从而能满足电机各种复杂的控制要求[4，5]，主机也可以通过总线读取运动控制卡的输入信号，如通用输入口、限位信号、原点开关等，经判断并执行相应运算后向运动控制卡发出相应执行指令。
系统采用的运动控制卡是深圳固高公司生产的基于PCI总线的型号为GTS-400-SV的高性能运动控制卡，该控制卡可以同时控制4个轴，实现多轴协调运动。
图1 运动控制系统的硬件结构框图系统其中一个轴的电路连接方式如图2所示，控制卡的脉沖信号及方向信号发送给驱动器，经放大处理后驱动步进电机运动，LIM+和LIM-分别连接对应轴的正向限位和负向限位开关，HOME为原点触发信号的输入引脚，连接原点开关[6]。
基于VC的四轴运动控制卡在界面设计中的应用
【 ｓｒｃ］Ｂ ｓ ｎｔｅｍ ｔ ｎｃｎｒｌ ｙｔ ｔｅｍ ｔｏ ｆＰ Ａｂｔ ｔ ａｅｏ ｏ ｏ ｏｔ ｓ ｍ， ｈ ｅ ｄｏ Ｃ＋ｍ ｔ ｎｃｎｒ ａｄｉ ｕｅ ，Ａ ｅｖ ｙｔｍ ｉ ｄ— ａ ｈ ｉ ｏｓ ｅ ｈ ｏｉ ｏｔ ｌｃｒ ｓ ｓｄ Ｃ ｓｒｏｓｓ ｅ ｏ ｏ ｅ ｓ
中对 ＰＤ参 数 界 面 的控 制 。 Ｉ
【 关键词 】四轴运动控制卡； Ｃ＋ ＭＦ 界面控制 Ｖ ＋； Ｃ； 【 中图分类号 １Ｔ ２ Ｔ ９ ２ Ｐ ； Ｎ １ 【 文献标识码 】Ａ
Ｄ Ｎ ￣ ａ ， Ａ Ｇ Ｙ ｕ ｕ Ａ Ｇ Ｍｅｕ ｎ Ｄ Ｎ ｏｙ ｎ （ｃ ｏｌ ｆ ｌ ｔ ｎｃ Ｉｆｒ ａｉ ， ｉａ ｏ ｔ ｈ ｉ Ｕ ｉ ｒ ｔ ， ｉａ １０ ８ ｈｎ ） Ｓｈ ｏ ｏ ｅ ｒ ｉ Ｅ ｃ ｏ ｓ＆ ｎｏｍ ｔ ｎ Ｘ ’ｎＰ ｌ ｅ ｎ ｎｖ ｓｙ Ｘ ’ｎ７ ０ ４ ，Ｃ ｉａ ｏ ｙｃ 】以运 动控制系统为基础， 采用 Ｐ ｃ机 ＋运动控制卡的设计方案， 设计 了基于 Ｐ Ｍ ９ ４ Ｄ Ｃ一 ５２四轴运动控制卡
的交流伺服 系统 ， 利用 Ｖ ＋提供 的 Ｍ ｃｏｏ ｏ ｎ￣ｉ ｌｓ（ Ｃ 编辑程序界面的方法 ， Ｃ＋ ｉｒｓｆＦｕ ｄ ｏ Ｃａｓ ＭＦ ） ｔ ｎ 实现 了ＷＳ Ｋ仿真软件 Ｄ
ＭＣ一 ５ ２运动控制 卡 ， ９４ 安川 伺 服 驱动 器 和安 川交 流
ＰＩ Ｃ 总线 Ｐ ＭＣ一９４ Ｄ ５２四轴 运 动控 制 卡 是 宝 伦 公 司和美 国 Ｇ ＬＬ公 司联 合设 计 采用 ３ ｉ微 处 理 ＡＩ ２ｂ ｔ
基于VC程序的四轴运动轨迹规划控制
基于VC程序的四轴运动轨迹规划控制
田小静;陈煜蒙
【期刊名称】《新技术新工艺》
【年(卷),期】2012(000)001
【摘要】针对不同电动机(如交流伺服电动机或直流伺服电动机)的控制方式,通过实例,对四轴电动机的运动轨迹进行不同类型(可采用模拟量进行T形曲线控制、S 形曲线或电子齿轮模式等运动方式的)规划,设置运动中的PID参数,采用固高科技有限公司GT系列运动控制器和高级语言VC进行电动机运动轨迹编程控制,调用固高科技有限公司开发的函数库,完成不同坐标轴启动和停止控制面板的制作,通过调试程序,完成对不同电动机不同规划轨迹的控制功能.
【总页数】3页(P16-18)
【作者】田小静;陈煜蒙
【作者单位】西安航空职业技术学院自动化工程系,陕西西安710089;西安航空职业技术学院自动化工程系,陕西西安710089
【正文语种】中文
【中图分类】TP319
【相关文献】
1.基于VC++的四轴运动控制卡软件系统开发研究 [J], 高煊;何广平
2.基于VC的四轴运动控制卡在界面设计中的应用 [J], 党美娟;党幼云
3.基于PCI总线的四轴运动卡在3D打印运动控制系统开发中的应用 [J], 毕俊喜;
张亚强;贾月锋;薛志安
4.基于PLC的四轴运动控制 [J], 刘盛;张长永;梁为育;赵山
5.基于四轴运动控制教学平台的多元实践体系改革 [J], 史莹晶; 李瑞; 梁颖
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基于VC++与PMAC的仿生四足机器人控制软件开发
基于VC++与PMAC的仿生四足机器人控制软件开发丁希仑;张澈;陈浩【摘要】This paper analyzes the mechanism and kinematics of a bionic quadruped robot, develops a control system based on Visual C++ and PMAC( programmable multi-axis controller). Visual C++ is used for control software editing of host PC to be responsible for interaction with people, get the motion parameter, calculate the trajectory and send the massage to the lower computer. PMAC is used as lower computer, it's program is compiled by PMAC language, which is responsible for the basic servo control of every motor. The stability of the control system is proved in practice.%对仿生四足机器人的机构及运动学进行分析,设计了一种基于Visualc++及可编程多轴控制器PMAC的控制系统.上位机采用PC机控制,用Visualc++编写控制程序,负责处理与用户的信息交互,获取机器人各个运动参数,计算机器人运动轨迹并向下位机发送指令等.下位机采用可编程多轴控制器PMAC,用PMAC 运动程序编写,负责对每个关节电动机进行伺服控制.实践证明该控制系统运行平稳.【期刊名称】《机械制造与自动化》【年(卷),期】2012(041)006【总页数】3页(P162-164)【关键词】机器人控制;四足;仿生;PMAC【作者】丁希仑;张澈;陈浩【作者单位】北京航空航天大学机械工程与自动化学院,北京100191;北京航空航天大学机械工程与自动化学院,北京100191;北京航空航天大学机械工程与自动化学院,北京100191【正文语种】中文【中图分类】TP2420 引言机器人已经广泛应用于生产、生活中的各个领域，传统的移动机器人可分为滚动机器人与步行机器人。
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这样$对应着输入的电平高低$ 直流伺服电动机电枢
绕组两端的电压波形如图 [= 所示# 电动机的电枢绕
组两端的电压平均值 *-为
*- .,!,!*+//,%’
.,! *+ )
.!*+
式中 !为占空比$!k,! 0)
占空比 !表示了在一个周期 )里$开关管导通的 时间与周期的比值# !的变化范围为 ’#!#!# 由此
以上参数应根据具体的硬件平台来设置$ 一般只 在程序初始化时设置一次$ 以后不应再设置#
另外$ 控 制 周 期 的 设 定 ,9h YDCY?OH9? ) L87=HD 9.?DI* $参数 9.?DI的单位是 !B# 因为运动控制卡要 在控制周期内完成必要的控制计算$控制周期不能太 小$因此设定的范围为 [_ Z! &$$c’_ !B# 运动控制卡 默认的控制周期为 %’’ !B$这个控制周期对于普通的 用户能够安全可靠地工作# 一般情况下$ 在程序中不 应改变控制周期值$ 否则会出现不可预期的后果# %T%T%#运动控制模块
5678+290! 487IV/1.BF8C.80 K80CI8HK/IL) PKYDIU8YJBCD?) ‘.B7/HKRR) F4K
在自动控制领域$基于 MK和运动控制卡的伺服 系统正演绎着一场工业自动化的革命# 目前$常用的 多轴控制系统主要分为 " 大块,基于 M-K的多轴定位 控制系统$基于 MKh=/BDL 的多轴控制系统和基于总线 的多轴控制系统# 由于 MK机在各种工业现场的广泛 应用$先进控制理论和 PYM技术实 现 手 段 的 并 行 发 展$各种工业设备的研制和改造中急需一个运动控制 模块的硬件平台$以及为了满足新型数控系统的标准 化"柔性化"开放性等要求$使得基于 MK和运动控制 卡的伺服系统备受青睐# 本文主要是利用 ‘.B7/HKR R$c’ 提供的 F4K应用程序开发平台探索研究平面 %-PN4四分之过驱动并联机构的运动控制系统的软 件开发#
通过调用 ,9h,DC*HCM8B) H805!*O8B* 和 ,9h,DCS MIEM0C) L87=HD!M0C* 分别获得当前轴的实际位置和坐 标系各轴的坐 标 位 置$ 参 数 ! *O8B返 回 实 际 位 置$ 双
!#%$ !
精度参数!M0C指向一个长度为 [ 的数组# 然后转换 成各电动机的实际角度$并在控制面板上显示#
基于 ’&RR的四轴运动控制卡软件系统开发研究
高#煊#何广平
! 北方工业大学机电工程学院"北京 !’’![[#
摘!要!研究了基于固高 ABC<DD CEFC&’%运动控制卡的直流伺服系统"利用 FG0H3I’((提供的 "GJ 42+0+K1L+HM931G+M’I300’ "L’( 进行二次开发的方法% 并由 NGM9+80程序内部运行原理入手"分 析了软件开发的过程"同时给出了编程实例%
-!开发编程实例
现以单轴调试与 [ 轴协调运动实现直线和圆轨迹 为例具体介绍开发过程,打开 ‘.B7/HKRR$c’$利用 F4K*OO@.d/IL % D1D& 创 建 一 个 基 于 对 话 框 的 b8S =8C%’’_ 工程$ 将 ,9[’’c;$,9[’’cH.= 添加进工程$编 程时要在头文件里包含头文件 ,9[’’c;# 在对话框中 添加按钮和编辑框等操作见图 $#
因为 ‘.B7/HKRR$T’ 是 @.0L8QB开发语言$所以 用 ‘.B7/HKR R$T’ 开 发 程 序 之 前 首 先 需 要 弄 清 楚 @.0L8QB程序内部运行机制# 在 @.0L8QB环境下的软 件开发是完全不同于传统 PNY 下的$它是一种事件驱 动方式的程序设计模式$主要是基于消息的# 当用户 需要完成某种功能时$会调用操作系统的某种支持$然 后操作系统将用户的需要包装成消息并投递到消息队 列当中$最后应用程序从消息队列中取走消息并进行 响应# .T.!程序设计
:;.!直流永磁电动机 &N" 驱动基本原理
图 [ 为利用开关管实现直流电动机 M@F调速控
制的原理图和输入输出电压波形# 当开关管 FNY469
的栅极输入高电平时$开关管导通$直流电动机电枢绕
组两端有电压 *+# ,! 时间后$栅极输入变为低电平$开 关管截止$电动机电枢两端电压为零# ,% 时间后$ 栅极 输入重新变为高电平$开关管重复前面的动作过程#
:!平面 ..-.B四分之过驱动并联机构的控 制系统组成
并联机构的本体如图 !$该机构由 [ 个分支链组 成$每条支链的一端与驱动电动机相连$而另一端相交 于同一点# 该并联机构的操作末端有 % 个自由度) 即 !方向和 "方向的平动* $驱动输入数目为 [$从而组 成过驱动并联机构#
控制系统的硬件主要由 [ 部分组成,MK机$四轴 运动控制卡$伺服驱动器和直流电动机# 系统选用的 是普通 MK机$固高公司的 ,9V[’’ VY‘VMK3运动控 制卡$瑞士 F/180 公司的四象限直流伺服驱动器及直 流永 磁 电 动 机# 伺 服 驱 动 器 型 号 为 [ Vf VPK *PY\’ ]\$与驱动器适配直流电动机型号为 F/180 b6 V"\# 运动控制系统的构成如图 % 所示# 上位控制单 元由 MK机和运动控制卡一起组成$板卡插在 MK机主 板上的 MK3插槽内# MK机主要负责信息流和数据流
和加速度前馈$带积分限值"偏差补偿和低通滤波器+ )!’ * 支 持 PNY" @.0L8QB+9]%’’’ ]:M等 操 作 系
统$ 提供底层库函数$ 可用 PNY"‘K"‘W等进行软件 开发#
控制卡结构及与端子板的接口如图 " 所示#
:;:!ABC<DD CEF控制卡介绍 固高公司生产的 ,9系列运动控制卡 ,9V[’’ V
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的管理$以及从运动控制卡读取位置数据$并经过计算 后将控制命令发送给运动控制卡# 驱动器控制模式采 用编码器速度控制$驱动器接收到运动控制卡发出的 模拟电压$通过内部的 M@F电路控制直流电动机 b6 V"\ 的运转$并接收直流电动机 b6V"\ 上的编码器 反馈信号调整对电动机的控制$如此构成一个半闭环 的直流伺服控制系统#
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式可知$当电源电压 *+不变的情况下$电枢绕组两端 的电压平均值 *-取决于占空比 !的大小$改变 !值就 可以改变端电压的平均值$从而达到调速的目的#
.!基于 ABC<DD CEFC&’%卡的软件设计
,9V[’’ VY‘控制卡具有良好的开放性$ 用户可 以在 PNY"‘K"‘W"PDHO;.环境下进行软件开发# 文中 是在 @.0L8QB%’’’ 系 统 下 利 用 ‘.B7/HKR R$T’ 的 F4K以面向对象方式进行编程# 控制卡在 @.0L8QB 下开发的底层动态库包括头文件 ,9[’’T; $,9[’’TH.= 和 ,9[’’TLHH# 在 ‘KRR环境中使用时$选择 MI8eDGC VVYDCC.05VV-.0X$在 N=eDGC]-.=I/IJ?8L7HDB中输入 ,9[’’TH.=$然后就可以在程序中调用动态链接库中的 函数# .;:!NGM9+80程序内部运行原理
运动控制卡接收 MK机上发出的操作命令和运动 控制系统反馈回的信息$并据其进行实时的运动操作$ 直接控制伺服驱动器# 控制卡控制直流电动机的过程
可分为,打开控制卡并初始化$设置运动参数$执行运 动程序$关闭卡# 控制系统流程图如图 \ 所示# %T%T!#卡的初始化
初始化卡应在程序开始时就执行$主要用到的控 制函数见表 !#
在 Kb8=8C%’’_PH5中添加成员变量 ?haO$?ha.$ ?haL$?hM8B$?h‘DH$?h*GG并作原型说明# 然后在 ’ 单轴 运 动( 按 钮 添 W+h K-3Ka6P消 息 响 应 的 函 数 N0W7CC80YICF8U) * $并在函数中添加如下代码,
Y‘VMK3可以同步控制 [ 个轴$实现多轴协调运动# 其核心由 *PYM%!_! 数字信号处理器和 4M,*组成$ 能实现高性能的控制计算# 控制卡同时提供了 K语 言函数库和 @.0L8QB下的动态链接库$可实现复杂的 控制功能# 主要功能如下,
)!* MK3总线$ 即插即用+ )%*可编程伺服采样周期$[ 轴最小插补周期为 %’’ !B$单轴点位运动最小控制周期为 %\ !B+ )"*[ 路 !$ 位分辨率模拟电压输出信号或脉冲输 出信号$模拟量输出范围, V!’ ‘ZR!’ ‘$每路可独 立控制$互不影响+ )[*[ 路四倍频增量编码器输入$作为各轴反馈信 号输入$最高频率 _ F)d+ )\*四轴协调运动$% Z[ 轴直线插补$任意 % 轴圆 弧插补$具有连续插补功能+ )$*每轴 % 路限位开关信号"! 路原点信号及 ! 路 驱动报警信号输入+ )^* 每轴 ! 路驱动使能信号"! 路驱动复位信号输 出+ )_ * 运动方 式, 单 轴 点 位 运 动" 直 线 插 补" 圆 弧 插 补"速度控制模式"电子齿轮模式+ )&*M3P) 比例 V积分 V微分* 数字滤波器$带速度
该运动控制卡可以实现单轴及多轴协调运动# 对 于单轴所执行的运动操作有绝对运动"连续点动"急停 缓停"回零等+对于多轴协调运动有直线插补和圆弧插 补#
单轴运动控制主要用来调试直流电动机运动性
能# 采用梯形曲线运动模式$设置速度"加速度"目标 位置 " 个参数$通过设置合适的 M3P控制参数$使电动 机运动达到系统设计要求#