数字式运动控制卡DMC2410在全自动测量仪上的应用 - 运动控制系统工控博客工控论坛

钟天玉先生

学历：大学本科

职称：工程师

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发表人：zhong2010

发表时间：2010/5/9 20:43:00

发表新论题

本栏论题：

数字式运动控制卡DMC2410在全自动测量仪上的应用 [9458]

    数字式运动控制卡DMC2410在全自动测量仪上的应用


    摘要：详细介绍了DMC2410运动控制卡在全自动影像/探针测量仪上控制电机运动、光栅尺检测、自动控制探针速度、由手动操作摇杆控制探针速度的技术和方法。



    1. 全自动影像/探针测量仪的功能及基本结构

    全自动影像/探针测量仪已广泛应用于电子、家电、五金、塑料、模具等行业，它既可以用CCD获取被测物图像，平面测量被测物的点、线、圆、距离、角度等参数，也可以使用接触式探针对被测物进行斜面、球、槽、柱、锥、盲孔等三维测量。全自动影像/探针测量仪外形如图1所示。





    全自动影像/探针测量仪有一个X-Y平台，用于放置被测物体；其立柱装有Z轴平台，用于安装镜头、探针、光源，并可上下调节高度。X、Y、Z三轴都由伺服电机驱动，三轴的运动由安装在电脑中的运动控制卡自动控制，也可以用手动操作摇杆控制。三轴都装有光栅尺，用于平台的位置测量。有些型号的全自动影像/探针测量仪还配有镜头自动聚焦用的步进电机。



    2. 全自动影像/探针测量仪的位置控制及检测系统硬件结构

    DMC2410运动控制卡是深圳市雷泰控制技术有限公司针对全自动影像/探针测量仪专用开发的一款脉冲式运动控制卡。其主要功能有：电机运动脉冲控制、位置检测、位置锁存、I/O控制等。

    图2是全自动影像/探针测量仪用DMC2410卡进行运动控制、位置检测的一个典型应用硬件结构图。4个电机的控制、3个光栅尺的检测、探针信号的检测、I/O的控制都是由DMC2410运动控制卡完成；手动操作摇杆的控制信号，由USB端口输入给PC机，经过软件处理后，转换为运动控制指令，发送给DMC2410运动控制卡。






    3. DMC2410的运动控制功能

    1）点位运动控制：

    下面以0号轴为例，给出了DMC2410运动控制卡点位运动控制的相关代码。其中函数的第1个参数都是轴号，为0。



    d2410_set_pulse_outmode (0,0)； //设置脉冲输出模式：第2位为0，为单脉冲模式，PUL0-信号上升沿有效，DIR0-正向为低电平。

    d2410_set_profile(0,500,6000,0.02,0.01)；//设定梯形速度曲线：起始速度为500脉冲/秒、运行速度为6000脉冲/秒、加速时间为0.02秒、减速时间为0.01秒。

    d2410_ex_t_pmove(0,50000,0)； //让指定轴以梯形速度曲线做定长位移运动：第2个参数为运动距离，50000个脉冲；第3个参数为0，为相对位移

    2）回原点动作控制：

    下面以0号轴为例，给出了DMC2410运动控制卡用光栅尺的EZ信号为原点信号进行回原点运动的相关代码。其中函数的第1个参数都是轴号，为0。



    d2410_set_HOME_pin_logic(0,0,1)；//设置原点信号的有效电平：第2位为0，ORG低电平有效；第3位为1，允许滤波功能

    d2410_config_EZ_PIN(0,0,3)；//设置EZ信号的有效电平及其作用：第2位为0，EZ信号低电平有效；第3位为3，设EZ是原点信号，且复位位置计数器

    d2410_set_profile(0,500,6000,0.02,0.01)；

    d2410_config_home_mode(0,0,1)；//设置回原点方式：第2位为0，只计home；第3位为1，在回原点运动过程中，当找到原点信号后，该轴的EZ信号出现了1次后，电机停止。

    d2410_home_move(0,1,1)；//回原点运动：第2位为1，正方向回原点；第3位为1，高速回原点，遇原点信号，减速后停止



    4. DMC2410的位置锁存及探针运动速度控制功能

    全自动影像/探针测量仪在使用接触式探针对被测物进行测量的过程如图3所示：首先，探针以速度V靠近测量点，如图3a所示；探针红宝石球接触到被测物体后，产生位置锁存触发信号，DMC2410运动控制卡立即将光栅尺当前位置记录下来，如图3b所示；DMC2410运动控制卡锁存了该位置数据后，立即控制探针减速、停止，如图3所示；然后退回，进行下一个点的测量。





    1）探针触发位置锁存控制：

    DMC2410运动控制卡的位置锁存方式可以选择对每个编码器信号独立锁存，也可以通过一个轴的锁存触发信号LTC对全部编码器计数值同时锁存。探针触发位置锁存例程如下：







    2）探针速度控制：

    一般探针在测量过程中最大运动速度V为20mm/s；探针最大允许偏转角q为15度。若探针长30mm，则留给运动控制卡减速、停止的最大运动距离L为8mm；如图3c所示。

    一般探针测头触发后停止有两种方式实现：一是采用PC软件查询测头状态，发现探针触发后发出停止指令，使机台停止；另一种方式是硬件控制自动停止，即通过运动控制卡内部的固件程序（firmware）检测探针触发事件并自动停止。

    由于WINDOWS是非实时操作系统，外部事件查询实时性不好，尤其是系统进程中有CPU资源利用率高的软件占用资源时，以及操作系统处理某些后台任务时，计算机响应速度很慢，故第一种方法用PC机软件查询探针测头触发信号有风险，可能造成探针未及时停止运动，导致探针撞坏。

    第二种方法是使用DMC2410的减速停止控制功能，由运动控制卡上的运动控制芯片完成探针<IMG SRC="/WF_SQL_XSRF.html">