MPC03-LS运动控制卡在激光雕刻机行业的应用

MPC03-LS控制卡是基于PC机PCI总线的步进电机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方面的工作(例如键盘和鼠标的管理、系统状态的显示、控制指令的发送、外部信号的监控等等),MPC03-LS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)。每块MPC03-LS卡可控制4轴步进电机或数字式伺服电机,并支持多卡共用,以实现多于4个运动轴的控制；每轴均可输出脉冲和方向信号,以控制电机的运转；同时,可外接原点、减速、限位等开关信号,以实现回原点、保护等功能,这些开关信号由MPC03-LS卡自动检测并作出反应。另外,MPC03-LS卡还提供了通用I/O信号的接口。

MPC03-LS卡采用先进的DSP芯片,具有梯形及S形升降速曲线,最高输出频率可达4.0MHz,并带有编码器反馈端口,可以实时读取数字式交流伺服系统的编码器信号或其他位置检测设备(如光栅尺等)的反馈信号。

MPC03-LS配备了功能强大、内容丰富的运动控制驱动软件工具。MPC03-LS在插补算法和运动函数的执行效率方面采用了更有效的方法,提高了插补精度、插补速度和实时性。这些软件工具主要分为示范软件和运动函数库两大类。利用MPC03-LS的示范软件既可以很快地熟悉MPC03-LS控制卡的软、硬件功能,又可以方便快捷地测试执行电机及驱动系统在完成各种运动时的性能特性。MPC03-LS运动函数库用于二次开发,用户只要用VC++或VisualBasic等支持DLL调用的开发工具编制所需的用户界面程序,并把它与MPC03-LS运动库链接起来,就可以开发出自己的控制系统,例如:数控系统、检测设备、自动生产线等。MPC03-LS的运动函数库能够完成与运动控制有关的复杂细节(比如:升降速、直线插补、圆弧插补等),这样就可以大大缩短控制系统的开发周期。

激光雕刻机行业存在的问题

大幅面激光雕刻机以前的控制系统主要采用激光印章机的控制方案,该方案采用单片机控制,并将控制电路与驱动电路做成一体。主要存在以下问题:雕刻速度低,只能达到200毫米/秒,加工速度设置偏高就会出现错位的现象；切割只能使用匀速切割,一般只能达到20毫米/秒,而且容易出现“锯齿”；同时返修率也比较高。不能满足用户的要求。

MPC03-LS的解决方案

为了解决高速错位的问题,我们基于开辟的RAM区,采用位图象素控制,不仅解决了大幅面图形的处理,而且实现了在同步扫描中,采用了将运动指令和激光开关光指令结合的方法,提高了扫描精度,保证了雕刻质量。

为了解决高速切割产生“锯齿”的问题,我们采用了微线段跨段加减速控制技术,即使切割速度高达200毫米/秒也不会产生“锯齿”,极大地提高了切割速度。同时采用PWM技术实时控制激光能量,使工件加工深度在不同的加工速度下均能保持一致,大大地提高了加工质量。

MPC03-LS针对激光行业应用的特殊性,优化了软件和硬件配置,大大地提高了激光加工设备的输出速度和输出质量。同时,为了方便设备制造商尽快推出高性能的产品,在深入研究激光雕刻机加工工艺及特点的基础上,我们基于MPC03-LS控制卡开发了整套控制系统,该系统主要功能有:

A、支持BMP、PLT、DXF、DST(田岛绣花软件)等图形图象数据格式。

B、系统调入图形、图像数据后,可进行简单排版编辑(如缩放、旋转等)。

C、可以分层输出数据,对每层可以单独定义输出功率、输出速度、输出顺序、输出类型(雕刻/切割),并对每层的定义参数自动保存。

D、可以对图像进行雕刻,对矢量图进行画线、切割和雕刻,可以设置雕刻精度。

E、支持阵列输出,立即(定点)输出,模拟输出。

F、输出时可以“暂停”、“继续”,“手动定位”,所有输出控制操作可以直接接到设备的操作控制面版上,操作方便。

G、输出时有“走边框”功能,方便找到放料位置。

H、雕刻速度可以达到1500mm/s,切割速度可以达到220mm/s,雕刻精度可以达到0.1mm。

激光加工设备制造商只需要选用该软件及MPC03-LS控制卡即可生产出高性能的激光雕刻切割设备,大大缩短了新产品的开发周期,极大地提高了设备制造商的市场竞争力。

目前的应用和发展趋势

MPC03-LS控制卡优越的性能解决了困扰激光雕刻机多年的技术难题,突破了激光雕刻机在运动控制方面的瓶颈,在激光加工设备制造行业取得了极大的影响,目前已有数十家用户使用该产品,在布料加工、皮革加工、有机玻璃加工、工艺品加工等行业得到了广泛的应用,取得了良好的经济效益和社会效益。

MPC03-LS控制卡将紧跟激光行业技术的进步,不断提高产品性能,努力提高激光加工设备行业的制造技术水平。

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