运动控制卡是基于PC总线,利用高性能
微处理器(如DSP)及大规模可编程器件实现多个
伺服电机的多轴
协调控制的一种高性能的步进/伺服电机运动控制卡,包括
脉冲输出、脉冲计数、
数字输入、
数字输出、
D/A输出等功能,它可以发出连续的、高频率的
脉冲串,通过改变发出脉冲的频率来控制电机的速度,改变发出脉冲的数量来控制电机的位置,它的脉冲输出模式包括脉冲/方向、脉冲/脉冲方式。脉冲计数可用于
编码器的
位置反馈,提供机器准确的位置,纠正传动过程中产生的误差。数字输入/输出点可用于限位、原点开关等。
库函数包括S型、T型加速,直线插补和圆弧插补,
多轴联动函数等。产品广泛应用于工业自动化控制领域中需要精确定位、
定长的
位置控制系统和基于PC的NC控制系统。具体就是将实现运动控制的底层软件和硬件集成在一起,使其具有伺服电机控制所需的各种速度、位置控制功能,这些功能能通过计算机方便地调用。
运动控制卡通常采用专业
运动控制芯片或高速DSP作为运动控制核心,大多用于控制
步进电机或
伺服电机。一般地,运动控制卡与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、运动
轨迹规划、
控制指令的发送、外部信号的监控等等);控制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)。
运动控制卡都配有开放的
函数库供用户在
DOS或Windows
系统平台下
自行开发、构造所需的控制系统。因而这种结构开放的运动控制卡能够广泛地应用于制造业中设备自动化的各个领域。
机床
数控系统依照一定方法确定刀具
运动轨迹的过程。也可以说,已知曲线上的某些数据,按照某种算法计算已知点之间的中间点的方法,也称为“数据点的密化”。
数控装置根据输入的
零件程序的信息,将
程序段所描述的曲线的起点、终点之间的空间进行数据密化,从而形成要求的轮廓轨迹,这种“数据密化”机能就称为“插补”。
插补计算就是数控装置根据输入的基本数据,通过计算,把工件轮廓的形状描述出来,边计算边根据计算结果向各坐标发出进给脉冲,对应每个脉冲,机 床在响应的坐标方向上移动一个
脉冲当量的距离,从而将工件加工出所需要轮廓的形状。
直线插补(Llne Interpolation)这是车床上常用的一种插补方式,在此方式中,两点间的插补沿着直线的
点群来逼近,沿此直线控制刀具的运动。 一个零件的轮廓往往是多种多样的,有直线,有圆弧,也有可能是任意曲线,
样条线等.
数控机床的刀具往往是不能以曲线的实际轮廓去
走刀的,而是近似地以若干条很小的直线去走刀,走刀的方向一般是x和y方向. 插补方式有:直线插补,
圆弧插补,
抛物线插补,样条线插补等 所谓直线插补就是只能用于实际轮廓是直线的插补方式(如果不是直线,也可以用逼近的方式把曲线用一段段线段去逼近,从而每一段线段就可以用直线插补了).首先假设在实际轮廓起始点处沿x方向走一小段(一个脉冲当量),发现终点在实际轮廓的下方,则下一条线段沿y方向走一小段,此时如果线段终点还在实际轮廓下方,则继续沿y方向走一小段,直到在实际轮廓上方以后,再向x方向走一小段,依次循环类推.直到到达轮廓终点为止.这样,实际轮廓就由一段段的
折线拼接而成,虽然是折线,但是如果我们每一段走刀线段都非常小(在精度允许范围内),那么此段折线和实际轮廓还是可以近似地看成相同的曲线的--------这就是直线插补.
圆弧插补(Circula : Interpolation)这是一种插补方式,在此方式中,根据两端点间的插补
数字信息,计算出逼近实际圆弧的点群,控制刀具沿这些点运动,加工出圆弧曲线。
传统的
CNC 只提供直线和圆弧插补,对于非直线和圆弧曲线则采用直线和圆弧分段拟合的方法进行插补。这种方法在处理复杂曲线时会导致数据量大、精度差、
进给速度不均、编程复杂等一系列问题,必然对加工质量和
加工成本造成较大的影响。许多人开始寻求一种能够对复杂的自由型曲线曲面进行直接插补的方法。国内外的学者对此进行了大量的深入研究,由此也产生了很多新的插补方法。如A(AKIMA)
样条曲线插补、C(CUBIC)
样条曲线插补、贝齐尔(
Bezier)曲线插补、PH(Pythagorean-Hodograph)曲线插补、B 样条曲线插补等。由于 B 样条类曲线的诸多优点,尤其是在表示和设计自由型曲线曲面形状时显示出的强大功能,使得人们关于自由
空间曲线曲面的直接插补算法的研究多集中在它身上。