[关键词]步进电机 MPC01 运动控制卡

    1.概述

    两轴运动控制系统 在许多自动化设备中都有应用，如 X-Y 台控制 ，医疗器械（如 X 光机）等。常用的上位控制单元有自开发单片机系统、具有运动控制功能的专用 PLC （如松下 FP0 ）等。本文介绍一种更具开放性、控制更灵活的上位控制单元——运动控制卡。

    两轴运动控制系统的执行电机多采用步进电机或全数字式伺服电机。 MPC01 运动控制卡是步进机电公司开发的基于 PC 机 ISA 总线的步进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工作； MPC01 卡完成运动控制的细节（包括脉冲和方向信号的输出、自动升降速处理、原点和限位等信号的检测等）。

    下图为一个简单 的两轴运动控制系统 控制电路接线图：

    2.两轴运动 系统的基本运动型式及实现方法

    1 ． 独立运动

    所谓独立运动 指各轴的 运动之间没有联动关系，可以是单轴运动，也可以是 两轴同时 按各自的速度运动。点 位运动 、连续运动都属于独立运动。

    （ 1 ）点 位运动 函数

    点 位运动 是指 被控轴以各自 的速度分别移动指定的距离，在到达目标位置时自动停止。在 MPC01 函数库中共提供了六个点 位运动 指令函数：

    int con_pmove （ int ch ， long step ）； /* 一个轴以常速 做点 位运动 */

    int fast_pmove （ int ch ， long step ）； /* 一个轴以快速 做点 位运动 */

    int con_pmove2 （ int ch1 ， long step1 ， int ch2 ， long step2 ）； /* 两轴以 常速做点 位运动 */

    int fast_pmove2 （ int ch1 ， long step1 ， int ch2 ， long step2 ）； /* 两轴以 快速做点 位运动 */

    （ 2 ）连续运动函数

    连续运动是指 被控轴以各自 的速度按给定的方向一直运动，直到碰到限位开关或调用制动函数才会停止。在 MPC01 函数库中共提供了六个连续运动指令函数：

    int con_vmove （ int ch ， int dir ）； /* 一轴以常速 做连续 运动 */

    int fast_vmove （ int ch ， int dir ）； /* 一轴以快速连续运动 */

    int con_vmove2 （ int ch1 ， int dir1 ， int ch2 ， int dir2 ）； /* 两轴以 常速连续运动 */

    int fast_vmove2 （ int ch1 ， int dir1 ， int ch2 ， int dir2 ）； /* 两轴以 快速连续运动 */

    （ 3 ）回原点函数

    回原点运动是指 被控轴以各自 的速度按给定的方向一直运动，直到碰到原点信号限位开关或调用制动函数才会停止。在 MPC01 函数库中共提供了六个回原点运动指令函数：

    int con_hmove （ int ch ， int dir ）； /* 以常速返回原点 */

    int fast_hmove （ int ch ， int dir ）； /* 以快速返回原点 */

    int con_hmove2 （ int ch1 ， int dir1 ， int ch2 ， int dir2 ）； /* 两轴以 常速各自返回原点 */

    int fast_hmove2 （ int ch1 ， int dir1 ， int ch2 ， int dir2 ）； /* 两轴以 快速各自返回原点 */

    2 ．插补运动:插补运动是指 两轴按照 一定的算法进行联动，被控 轴同时 启动，并同时到达目标位置。插补运动以矢量速度运行，矢量速度分为常矢量速度和梯形矢量速度。与插补运动有关的函数有：

    （ 1 ）线性插补函数

    线性插补运动是指 两个轴以矢量 速度（常矢量速度或梯形矢量速度）作线性联动，每个被控轴的运动速度为矢量速度在该轴上的 分速度 ，各个被控 轴同时 启动，并同时到达目标位置。 MPC01 函数库中提供四个线性插补函数：

    int con_line2 （ int ch1 ， long pos1 ， int ch2 ， long pos2 ）；

    /* 两轴做 平面直线运动 */

    int fast_line2 （ int ch1 ， long pos1 ， int ch2 ， long pos3 ）；

    /* 两轴做快速 直线运动 */

    （ 2 ） 园弧 插补函数

    圆弧插补运动是指 两个轴以矢量 速度（常矢量速度或梯形矢量速度）沿给定圆弧作联动，每个被控轴的运动速度为矢量速度在该轴上的 分速度 ，由于矢量速度的方向在不断改变，各被控轴的运动 分速度 也在不断改变。各个被控 轴同时 启动，并同时到达目标位置，并且两个轴的合成运动轨迹为给定的圆弧。 MPC01 函数库中提供四个圆弧类插补函数：

    int arc_certer （ int ch1 ， int ch2 ， long cen1 ， long cen2 ， float angle ）；

    /* 两轴以 常矢量速度做 园弧 插补运动 */

    int fast_arc_center （ int ch1 ， int ch2 ， long cen1 ， long cen2 ， float angle ）；

    /* 两轴以 梯形矢量速度做 园弧 插补运动 */

    int arc_final （ int ch1 ， int ch2 ， int dir ， long fx ， long fy ， long radius ）；

    /* 以常矢量速度沿 园弧 运动到指定位置 */

    int helical_move （ int CHX ， int CHY ， int CHZ ， long cen1 ， long cen2 ， float angle ， long pitch ）；

    /* 在 CHX 、 CHY 作圆弧插补运动的同时， CHZ 轴作直线运动 */

    3. 结束语

    通过调用 MPC01 运动控制卡的运动函数库，可以快速、方便地开发 出两轴运动控制系统 。系统控制功能的修改或增、 删 可通过修改控制程序实现，具有较大柔性。