在機(jī)械加工過(guò)程中塘憨，板材切割常用方式有手工切割掩半、半自動(dòng)切割機(jī)切割及數(shù)控切割機(jī)切割。手工切割靈活方便族逻，但手工切割質(zhì)量差景絮、尺寸誤差大、材料浪費(fèi)大崎络、后續(xù)加工工作量大坑箭，同時(shí)勞動(dòng)條件惡劣，生產(chǎn)效率低捉泣。半自動(dòng)切割機(jī)中仿形切割機(jī)，切割工件的質(zhì)量較好秒聪，由于其使用切割模具舵素，不適合于單件、小批量和大工件切割跷焚。其它類型半自動(dòng)切割機(jī)雖然降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度弥容，但其功能簡(jiǎn)單，只適合一些較規(guī)則形狀的零件切割逸萄。數(shù)控全自動(dòng)切割相對(duì)手動(dòng)和半自動(dòng)切割方式來(lái)說(shuō)葫督，可有效地提高板材切割地效率、切割質(zhì)量板惑，減輕操作者地勞動(dòng)強(qiáng)度橄镜。

本文介紹的是眾為興公司研制的由MC4140CUT四軸運(yùn)動(dòng)控制器控制的全自動(dòng)平板切割機(jī)控制系統(tǒng)偎快，其中樣機(jī)為奧科公司生產(chǎn)的平板切割機(jī)，控制器為眾為興公司MC4140CUT四軸運(yùn)動(dòng)控制器洽胶。它實(shí)現(xiàn)了平板切割機(jī)的自動(dòng)控制晒夹，適應(yīng)了材料切割的自動(dòng)控制的需要。整個(gè)控制系統(tǒng)的實(shí)物圖如圖5.1所示姊氓。

1 系統(tǒng)構(gòu)成

整個(gè)系統(tǒng)的框架原理圖見(jiàn)5.1.1丐怯。

對(duì)于控制精度要求不大的平板切割機(jī)，系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)翔横。利用MC4140CUT四軸運(yùn)動(dòng)控制器實(shí)現(xiàn)時(shí)读跷，控制系統(tǒng)構(gòu)成： MC4140CUT四軸運(yùn)動(dòng)控制器,步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器Q2-BYG403M，56BYGHM611A二相混合式步進(jìn)電機(jī)禾唁。

（1）控制器采用的四MC4140CUT效览，液晶+按鍵屏，128X64點(diǎn)陣圖形液晶顯示屏 256M超大容量存儲(chǔ)空間椅洗；該控制器是整個(gè)系統(tǒng)的“大腦”巧焕，整個(gè)系統(tǒng)的反應(yīng)速度，加工精度耍缩，靈活與敏捷程度都取決于控制器輸出的脈沖頻率與周期等模擬量转甥，而這些模擬量最終取決于控制器本身。所以交印，它是控制系統(tǒng)的核心享立。

（2）步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器是整個(gè)系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)，驅(qū)動(dòng)器的好壞是系統(tǒng)性能好壞的決定性因素之一丘梭。文中討論了采用眾為興生產(chǎn)的Q2BYG403步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)嫂镇。

（3）步進(jìn)電機(jī)也可以采用眾為興的實(shí)現(xiàn),文中采用56BYGHM611A實(shí)現(xiàn)。

控制器內(nèi)部是由四塊集成芯片組成柄叹，電源控制集成芯片竞茂，ARM工控主板，運(yùn)動(dòng)控制集成芯片和顯示器集成芯片漓客，前三者的關(guān)系是：ARM工控主板為核心板固啡，相當(dāng)于“大腦”它控制運(yùn)動(dòng)控制集成芯片，而這里的電源控制芯片是為它們提供電源的蝙斜。

（1）輸入輸出板是提供控制器與外界設(shè)備的接口的集成電路系統(tǒng)名惩。這里集成了輸入/輸出接口，USB接口孕荠，串行接口等等娩鹉。

（2）電源板用于將220V交流電轉(zhuǎn)化為控制器可以接受的電源范圍，一般為5—12V稚伍。

（3）顯示器集成電路板用于集成包括顯示器驅(qū)動(dòng)器在內(nèi)的顯示器驅(qū)動(dòng)電路弯予。

（4）主控板戚宦，自不必說(shuō)，是整個(gè)控制器的核心主板熙涤，它上面集成有很多芯片阁苞，包括ARM主控CPU，兩片擴(kuò)展的FLASH祠挫，CPLD那槽，一片SDRAM等等。正是這些電子IC器件等舔，構(gòu)成了控制系統(tǒng)的控制部分骚灸，即整個(gè)人工智能系統(tǒng)的“大腦”。

系統(tǒng)構(gòu)成與控制原理圖如圖5.1.3所示恤诀。

（1）顯示器热跨，這里采用按鍵屏，控制器內(nèi)部顯示器板集成電路板上集成了按鍵屏驅(qū)動(dòng)電路和驅(qū)動(dòng)器碑肚。

（2）嵌入式CPU悍暴，MC4140CUT四軸運(yùn)動(dòng)控制器內(nèi)部集成了ARM主CPU芯片，采用ARM7TDMI為內(nèi)核的ARM主CPU尔芯，其內(nèi)部資源很豐富 汽心，包括有UART，DMA拓嗽，BDMA熏疾，看門狗定時(shí)器，ADC尖初，JATG接口葵昂，LCD控制器，中斷控制器纯末，ⅡC總線寥掐，ⅡS總線，SIO總線磷蜀。RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘曹仗，通用I/O等資源。

（3）DSP專用運(yùn)動(dòng)控制芯片ADT-MC814蠕搜，控制器采用四軸運(yùn)動(dòng)控制專用芯片，此運(yùn)動(dòng)控制芯片ADT-MC814中集成有中斷/指令/處理模塊和線性收壕，圓弧妓灌，位模式三大插補(bǔ)控制模塊。運(yùn)動(dòng)控制的指令經(jīng)過(guò)ARM主CPU發(fā)出后蜜宪，由此模塊經(jīng)過(guò)處理發(fā)送相應(yīng)的脈沖給電機(jī)驅(qū)動(dòng)器以驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)虫埂。

（4）RAM祥山，ARM主CPU集成有8/16KHZ的RAM，但是它不能滿足系統(tǒng)運(yùn)行大型程序掉伏，存儲(chǔ)特別是由于運(yùn)算和RTOS的多任務(wù)調(diào)度以及文件系統(tǒng)的運(yùn)行都將產(chǎn)生大量的堆棧缝呕、全局變量和局部變量,而且由于系統(tǒng)內(nèi)置軟PLC的運(yùn)行也將占用一部分RAM空間,所以必須擴(kuò)展一個(gè)RAM，此芯片外部擴(kuò)展了一個(gè)8M的SDRAM斧散。

（5）CPLD诚咪，該控制器外部集成了CPLD用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，該CPLD內(nèi)部集成了32個(gè)通用邏輯單元啸席。用于存儲(chǔ)控制信號(hào)和數(shù)據(jù)等信息搭肠。

（6）FLASH，控制器主控板上集成了兩片F(xiàn)LASH币皂，一片2M的NOR FLASH眯华，一片256M的NAND FLASH，主要用于存儲(chǔ)系統(tǒng)運(yùn)行所需的程序代碼筋擒，語(yǔ)言字庫(kù)拇掺，需要斷電和長(zhǎng)期保存的系統(tǒng)參數(shù)，軟/硬件限位參數(shù)等等破卜。

（7）DOM全名DISK ON MODULE赚毫，泛指IDE電子硬盤,由控制單元（Controller）和存儲(chǔ)單元（FashIC）組成，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是用固態(tài)電子存儲(chǔ)芯片陣列而制成的硬盤估态，可以使用PC機(jī)直接輸入程序循谨，數(shù)據(jù)，也可以通過(guò)控制器輸入程序嗡身，數(shù)據(jù)倔撞。

（8）RS232通信，RS-232C（Recommended Standard-RS）串行接口是計(jì)算機(jī)與外設(shè)之間以及計(jì)算機(jī)與測(cè)試系統(tǒng)之間最簡(jiǎn)單慕趴、最普遍的連接方法痪蝇，采用25線連接器。其最高的單向數(shù)據(jù)傳輸率為20kbps冕房，此時(shí)的最大傳輸距離為15米躏啰。適當(dāng)降低速率，其最大傳輸距離可達(dá)60米耙册。但它只是一對(duì)一的傳輸给僵，僅用于簡(jiǎn)單或低速的系統(tǒng)，這里用于PC機(jī)和控制器之間的串行接口详拙。

其中ARM工程主板采用嵌入式結(jié)構(gòu)帝际，是ARM7系列嵌入式CPU，內(nèi)核為ARM7TDMI饶辙。

ARM處理器的三大特點(diǎn)是：耗電少功能強(qiáng)蹲诀、16位/32位雙指令集和眾多合作伙伴斑粱。ARM商品模式的強(qiáng)大之處在于它在世界范圍有超過(guò)100個(gè)的合作伙伴。ARM是設(shè)計(jì)公司管员，本身不生產(chǎn)芯片褂省。采用轉(zhuǎn)讓許可證制度，由合作伙伴生產(chǎn)芯片溅逃。

當(dāng)前ARM體系結(jié)構(gòu)的擴(kuò)充包括： 為了改善代碼密度葵稚，采用Thumb 16位指令集； DSP應(yīng)用的算術(shù)運(yùn)算指令集额晶；Jazeller允許直接執(zhí)行Java字節(jié)碼演湘。

ARM處理器系列提供的解決方案有：無(wú)線、消費(fèi)類電子和圖像應(yīng)用的開放平臺(tái)豌挫；存儲(chǔ)窃裙、自動(dòng)化、工業(yè)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)泄艘；智能卡和SIM卡的安全應(yīng)用宦噩。

ARM處理器本身是32位設(shè)計(jì)，但也配備16位指令集宗商。當(dāng)前有5個(gè)產(chǎn)品系列——ARM7衰拄、ARM9、ARM9E裕照、ARM10和SecurCore攒发。

ARM7系列是優(yōu)化了用于對(duì)價(jià)位和功耗敏感的消費(fèi)應(yīng)用的低功耗的32位核，具有：

1. 嵌入式ICE-RT邏輯晋南；

2. 非常低的功耗惠猿；

3. 三段流水線和馮?諾依曼結(jié)構(gòu)，提供0.9MIPS/MHz负间。

樣機(jī)系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)器為奧科公司的M542系列驅(qū)動(dòng)器偶妖，使用40VDC系列中的Q2BYG403可以進(jìn)行代替，5.1.4為它的實(shí)物圖政溃。

具有特點(diǎn)：可驅(qū)動(dòng)兩相四趾访、六、八輸出線混合式步進(jìn)電機(jī)董虱；雙極恒流斬波方式扼鞋，斬波頻率20KHZ；光電隔離信號(hào)輸入愤诱，輸入信號(hào)與TLL兼容云头；靜止時(shí)自動(dòng)減流，最大驅(qū)動(dòng)相電流3.5A；電流方便可調(diào)仅莲，細(xì)分精度可任意選擇；運(yùn)行平穩(wěn)批贴，高加速特性辉茴；高速大力矩輸出；過(guò)壓用噪、過(guò)流女骗、過(guò)溫保護(hù)；單脈沖/雙脈沖控制模式選擇誓籽。

可以用于封切機(jī)镣逃、剪板機(jī)、切管機(jī)洪业、玻璃切割機(jī)撼遵、切帶機(jī)、商標(biāo)印刷機(jī)峭桅、數(shù)控鉆銑機(jī)甜杰、鉆孔植毛機(jī)、雕刻機(jī)吵护、彈簧機(jī)盒音、繞線機(jī)等需要精確定位的控制系統(tǒng)。

Q2BYG403細(xì)分可根據(jù)SW1的1馅而、2開關(guān)設(shè)定祥诽，如表5.1—a所示：

設(shè)置相應(yīng)的細(xì)分后，根據(jù)步進(jìn)角可以計(jì)算出電機(jī)的轉(zhuǎn)速瓮恭，眾為興公司電機(jī)的步距角為1.8°雄坪，也就是說(shuō)如果細(xì)分設(shè)定為A，則電機(jī)轉(zhuǎn)速為（360/1.8）*A偎血，就是200A分/轉(zhuǎn)诸衔，例如，當(dāng)細(xì)分設(shè)計(jì)為2時(shí)颇玷，電機(jī)轉(zhuǎn)速即為400分/轉(zhuǎn)笨农。

此步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器采用差分式接線，其接線圖如圖5.1.5所示帖渠。

輸入信號(hào)波形與時(shí)序如圖5.1.6所示谒亦。

樣機(jī)中步進(jìn)電機(jī)為奧科公司產(chǎn)品M542系列步進(jìn)電機(jī)，可以用眾為興公司的56mm系列步進(jìn)電機(jī)56BYGHM611A替代旬效，56BYGHM611A是眾為興生產(chǎn)的56MM系列步進(jìn)電機(jī)的一種炬费，技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表5.1—b。

5.2 技術(shù)構(gòu)成

我們所關(guān)注的核心技術(shù)主要是系統(tǒng)控制部分的核心技術(shù)，此系統(tǒng)的控制部分包括MC4140CUT運(yùn)動(dòng)控制器艾蜓，Q2-BYG403M驅(qū)動(dòng)器将窗。核心技術(shù)構(gòu)成：自動(dòng)加減速定量驅(qū)動(dòng)技術(shù)，直線和圓弧插補(bǔ)技術(shù)零反，多軸驅(qū)動(dòng)技術(shù)泻畏。圖5.2.1是技術(shù)構(gòu)成圖。

恒速驅(qū)動(dòng)迫讨，即定速驅(qū)動(dòng)委丈，就是以不變的速度輸出驅(qū)動(dòng)脈沖。如果設(shè)定驅(qū)動(dòng)速度小于初始速度凤阱，就沒(méi)有加/減速驅(qū)動(dòng)什偷，而是定速驅(qū)動(dòng)。當(dāng)搜尋原點(diǎn)芹枷、編碼器Z相等信號(hào)后如果立即停止的話衅疙，不必進(jìn)行加/減速驅(qū)動(dòng)，而是一開始就運(yùn)行低速的定速驅(qū)動(dòng)杖狼。做到定速驅(qū)動(dòng)炼蛤，下列參數(shù)應(yīng)預(yù)先設(shè)定：范圍，初始速度蝶涩，驅(qū)動(dòng)速度理朋。定速驅(qū)動(dòng)的示意圖如圖5.2.2所示。

直線加/減速驅(qū)動(dòng)是線性地從驅(qū)動(dòng)的初始速度加速到指定速度绿聘。定量驅(qū)動(dòng)時(shí)嗽上，加速的計(jì)數(shù)器記錄加速所累計(jì)的脈沖數(shù)。當(dāng)剩余輸出脈沖數(shù)少于加速脈沖后熄攘，就開始自動(dòng)減速兽愤。減速時(shí)將用指定的加速度線性地減速至初始速度。

為了直線加/減速驅(qū)動(dòng)挪圾，下列參數(shù)需預(yù)先設(shè)定：范圍R浅萧，以加速度A加速或者減速，減速度D加/減速度個(gè)別設(shè)定時(shí)的減速度哲思，初始速度SV版挣，驅(qū)動(dòng)速度V。其示意圖如圖5.2.3所示柴羞。

MC4140CUT不僅支持對(duì)稱直線加/減速驅(qū)動(dòng)婆裹，而且它還支持非對(duì)稱直線加/減速驅(qū)動(dòng)，S曲線加/速驅(qū)動(dòng)稳嘁。

對(duì)于垂直方向移動(dòng)對(duì)象物乱险，有重力加速度的負(fù)擔(dān)，所以在這樣加速度和減速度不同的非對(duì)稱直線加減速的定量驅(qū)動(dòng)中，最好能夠變更上下移動(dòng)的加速度和減速度石检。此時(shí)可以運(yùn)行自動(dòng)減速滥捣，事先不用設(shè)定手動(dòng)減速點(diǎn)。圖5.2.4是加速度比減速度大的例子惯斥，圖5.2.5是減速度比加速度大的例子谁昵。

另外跟通常的直線加減速驅(qū)動(dòng)一樣需要設(shè)定下述的參數(shù)：范圍R，加速度A摆野，減速度D，初始速度SV凛驮，驅(qū)動(dòng)速度V裆站。

驅(qū)動(dòng)速度加/減速時(shí)，可線性地增加/減少加速度以產(chǎn)生S型速度曲線黔夭，S曲線加/減速驅(qū)動(dòng)的運(yùn)行如圖5.2.6所示宏胯。

驅(qū)動(dòng)開始加速時(shí)，加速度以指定的加速度增加率K從0線性增加到A本姥。因此肩袍，這個(gè)速度曲線成為二次級(jí)拋物線(a區(qū)間)。加速度達(dá)到指定數(shù)值A(chǔ)后保持此數(shù)值婚惫，這時(shí)速度曲線是直線型的氛赐，速度在加速中(b區(qū)間)。目標(biāo)速度V和當(dāng)前速度的差值比隨著時(shí)間的增加而減少時(shí)先舷，加速度趨向0艰管。減少率和增加率相同，指定的加速度的負(fù)增長(zhǎng)率K線性地減少蒋川，這時(shí)速度曲線成為二次拋物線(C區(qū)間)牲芋。筆者定義這種部分時(shí)間加速度固定的加速驅(qū)動(dòng)為S曲線加速驅(qū)動(dòng)。

MC4140CUT內(nèi)部集成了ADT-854運(yùn)動(dòng)控制卡倡挚，它支持2-3軸直線插補(bǔ)情庐，圓弧插補(bǔ)，還支持連續(xù)插補(bǔ)蒸拦。所謂插補(bǔ)辙资，實(shí)際上是進(jìn)行起點(diǎn)和終點(diǎn)之間數(shù)據(jù)點(diǎn)的“密化”。一般計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)均具有直線和圓弧插補(bǔ)功能地混，即插補(bǔ)出起點(diǎn)至終點(diǎn)之間各點(diǎn)的坐標(biāo)值胆中。

插補(bǔ)是計(jì)算機(jī)數(shù)控中最重要的計(jì)算任務(wù)。圖5.2.7是插補(bǔ)在數(shù)控系統(tǒng)中的位置庆牵，插補(bǔ)計(jì)算又必須是實(shí)時(shí)的橡收，即必須在有限的時(shí)間內(nèi)完成計(jì)算任務(wù)。插補(bǔ)程序的運(yùn)行時(shí)間和計(jì)算精度影響著整個(gè)CNC系統(tǒng)的性能指標(biāo)。就目前普遍應(yīng)用的算法而言配评，可分為兩大類世蕴。

脈沖增量插補(bǔ)，即行程標(biāo)量插補(bǔ)再拴，比較典型的算法有逐點(diǎn)比較法和DDA（數(shù)字微分分析器）等塘丝。插補(bǔ)的結(jié)果是產(chǎn)生單個(gè)的行程增量，以一個(gè)個(gè)脈沖的方式輸出诞外。采用脈沖增量插補(bǔ)輸出的數(shù)控系統(tǒng)澜沟，其進(jìn)給速率主要受插補(bǔ)程序所用時(shí)間的限制。主要應(yīng)用在以步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元件的開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)峡谊。

數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)茫虽，即時(shí)間標(biāo)題插補(bǔ)，比較典型的算法有二階遞歸法和擴(kuò)展DDA等既们。它是計(jì)算出插補(bǔ)周期內(nèi)各個(gè)坐標(biāo)軸的增量值濒析，適用于交直流電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)的數(shù)控系統(tǒng)。插補(bǔ)程序計(jì)算出增量值后啥纸，還需繼續(xù)算出跟隨誤差和速度指令号杏，輸出給伺服系統(tǒng)。一般而言插補(bǔ)周期和位置采樣周期一致斯棒，也可以不一致盾致。典型的插補(bǔ)和位置采樣周期為10ms，采用數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)算法后荣暮，插補(bǔ)程序的時(shí)間負(fù)荷已不再是限制進(jìn)給速度的主要原因绰上，速度上限將取決于圓弧弦線誤差以及伺服系統(tǒng)的特性。該直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)采用的就是脈沖增量插補(bǔ)中的逐點(diǎn)比較法實(shí)現(xiàn)返乏。

直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)的功能已經(jīng)在前述有所介紹框抽，這里就不在贅述。

沒(méi)有連續(xù)插補(bǔ)功能的控制卡香诽，如果需要在上一插補(bǔ)點(diǎn)結(jié)束后繼續(xù)下一插補(bǔ)绵扇，只能不斷查詢上一插補(bǔ)是否完成，然后輸出下一插補(bǔ)的數(shù)據(jù)庐丁，如果上位機(jī)的速度較慢仓煌，或者上位機(jī)運(yùn)行多任務(wù)操作系統(tǒng)，在兩次插補(bǔ)之間就會(huì)出現(xiàn)停頓榨凭，會(huì)影響插補(bǔ)的效果熔徊，并且插補(bǔ)速度很難提高。ADT854卡帶有連續(xù)插補(bǔ)功能郑迅，可以很好的解決這一問(wèn)題朽晓，它可在上一插補(bǔ)未結(jié)束時(shí)撮点，輸出下一插補(bǔ)的數(shù)據(jù)，即使在很慢的電腦上方仿，也可達(dá)到好的效果固棚。連續(xù)插補(bǔ)是直線→圓弧插補(bǔ)→直線插補(bǔ)→…這樣在每個(gè)插補(bǔ)節(jié)點(diǎn)之間不停地驅(qū)動(dòng)。在連續(xù)插補(bǔ)驅(qū)動(dòng)中仙蚜，先讀取連續(xù)插補(bǔ)的允許寫入狀態(tài)和插補(bǔ)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)此洲，如果插補(bǔ)未結(jié)束并且允許寫入，即可寫入下一插補(bǔ)命令委粉。因此呜师，在連續(xù)插補(bǔ)過(guò)程中從連續(xù)插補(bǔ)驅(qū)動(dòng)開始至結(jié)束的時(shí)間必須長(zhǎng)于設(shè)定下一個(gè)插補(bǔ)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)和命令的時(shí)間。

MC4140CUT控制器中的ADT-854運(yùn)動(dòng)控制卡不僅支持上述插補(bǔ)功能贾节，而且它還支持使用直線或S 曲線加/減速驅(qū)動(dòng)（只可做直線插補(bǔ)）運(yùn)行插補(bǔ)的功能匣掸。

在直線插補(bǔ)中可以運(yùn)行直線加/減速驅(qū)動(dòng)及S曲線加減速驅(qū)動(dòng)減速，在圓弧插補(bǔ)氮双、位模式插補(bǔ)中只能用手動(dòng)減速的直線加/ 減速驅(qū)動(dòng)不能使用S曲線加/減速驅(qū)動(dòng)及自動(dòng)減速

在連續(xù)插補(bǔ)中，只能用手動(dòng)減速的直線加/減速驅(qū)動(dòng)霎匈，不能用S曲線加/減速驅(qū)動(dòng)及自動(dòng)減速戴差。在連續(xù)插補(bǔ)中，要事先設(shè)定手動(dòng)減速點(diǎn)铛嘱，此手動(dòng)減速點(diǎn)設(shè)定在運(yùn)行減速的最終節(jié)點(diǎn)上暖释，并設(shè)定從X軸輸出的基本脈沖的數(shù)值。連續(xù)插補(bǔ)時(shí)波烘，先把減速設(shè)定為無(wú)效在摔，然后開始插補(bǔ)驅(qū)動(dòng)，在要減速的最終插補(bǔ)節(jié)點(diǎn)上亥矿，在寫入插補(bǔ)命令之前唤吐，寫入允許減速命令。開始最終插補(bǔ)節(jié)點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)時(shí)锨飞，減速才有效诫幼。從最終插補(bǔ)節(jié)點(diǎn)的開始計(jì)算主軸輸出的基本脈沖數(shù)大于手動(dòng)減速點(diǎn)的數(shù)值時(shí)，減速就開始徘敦。

比如從插補(bǔ)節(jié)點(diǎn)1至5的連續(xù)插補(bǔ)中翅殃，在最終節(jié)點(diǎn)5上用手動(dòng)減速的話，有下述的程序虾钾。

由從節(jié)點(diǎn)5 開始的X軸基本脈沖數(shù)的數(shù)值來(lái)設(shè)定手動(dòng)減速點(diǎn)臊娩，比如假定減速化費(fèi)2,000 脈沖，在節(jié)點(diǎn)5上輸出的基本脈沖的總脈沖數(shù)是5000的話透嫩，手動(dòng)減速點(diǎn)就為5000-2000=3000框全。開始至停止一定要在1個(gè)節(jié)點(diǎn)內(nèi)運(yùn)行減速察绷，減速停止的最終插補(bǔ)節(jié)點(diǎn)需要從其X或Z軸輸出的基本脈沖總數(shù)要大于在減速中花費(fèi)的脈沖數(shù)。

它支持三軸聯(lián)動(dòng)竣况，包括X軸克婶、Y軸、Z軸丹泉，分別代表切割也位機(jī)的不同方向的運(yùn)動(dòng)情萤，其中X軸代表刀臺(tái)的前后方向的運(yùn)動(dòng)，Y軸代表刀位左右方向的運(yùn)動(dòng)摹恨，Z軸代表刀位上下?lián)Q刀的運(yùn)動(dòng)筋岛。其實(shí)物圖如圖5.3.7所示。

這里的切割機(jī)只是由來(lái)試驗(yàn)的晒哄，所以使用圓珠筆來(lái)代替刀具睁宰。由上圖可知，刀架臺(tái)在X軸方向寝凌，Y軸方向柒傻，Z軸方向的運(yùn)動(dòng)整體有機(jī)結(jié)合起來(lái)，完成一次對(duì)材料的切割任務(wù)央颈。

5.4 功能與實(shí)現(xiàn)

在這里主要介紹一下它的換刀功能的實(shí)現(xiàn)藻清，其刀架臺(tái)內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖5.4.1所示。

實(shí)際上械耙，切換刀是由Z軸電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)兩個(gè)機(jī)械聯(lián)動(dòng)裝置上下運(yùn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)的诗差，為了實(shí)現(xiàn)換刀功能，必須有傳感器的信息反饋袖蝙。這里的光電控制開關(guān)就是實(shí)現(xiàn)這一反饋功能的傳感器搪狈，它可以實(shí)現(xiàn)速度信息的反饋功能。其實(shí)物圖如圖5.4.2所示羊耸。

工作臺(tái)在X延幻，Y軸的聯(lián)動(dòng)，Z軸兩工具刀的互換葵伟，三軸獨(dú)自運(yùn)動(dòng)恢憋，就像左右手的運(yùn)動(dòng)一樣，相互協(xié)作绷觉，做為一個(gè)有機(jī)的整體鄙荚，共同完成平板切割的任務(wù)。

5.5 結(jié)論

實(shí)際上傲茄，MC4140CUT運(yùn)動(dòng)控制器不僅適用于平板切割機(jī)控制系統(tǒng)毅访，還有點(diǎn)膠機(jī)，四軸焊接機(jī)等等控制系統(tǒng)盘榨。好的運(yùn)動(dòng)控制器的選擇有的時(shí)候可以使得整個(gè)控制系統(tǒng)達(dá)到很好的工作效果喻粹。眾為興公司的控制器產(chǎn)品并不追求高精度蟆融，豪華舒適的效果，但是守呜，它可以滿足大眾追求實(shí)用性和價(jià)格低廉的要求型酥。MC4140CUT就是這樣的一種產(chǎn)品，它在TP3340的基礎(chǔ)上做了適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)查乒，增加了存儲(chǔ)容量和部分插補(bǔ)功能弥喉，可以很好的實(shí)現(xiàn)一些對(duì)精度要求不高的控制系統(tǒng)，ARM嵌入式控制系統(tǒng)的使用使得自動(dòng)化變的簡(jiǎn)單而又可行性高玛迄，使得機(jī)電一體化更加成為可能由境，使得工業(yè)自動(dòng)化控制成為炙手可熱的行業(yè)。實(shí)踐證明蓖议，MC4140CUT四軸運(yùn)動(dòng)控制器在平板切割機(jī)上的應(yīng)用虏杰，使得平板切割效率大為提高。難怪有人說(shuō)毁几，運(yùn)動(dòng)控制器帶來(lái)了第三次工業(yè)革命撕擂。

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