MPC03

2024年1月4日發(作者：石壕吏改寫)

MPC03-LS運動控制卡在激光雕刻機機械的應用

Newmaker

MPC03-LS運動控制卡介紹

MPC03-LS控制卡是基于PC機PCI總線的步進電機或數字式伺服電機的上位控制單元，它與PC機構成主從式控制結構：PC機負責人機交互界面的管理和控制系統的實時監控等方面的工作（例如鍵盤和鼠標的管理、系統狀態的顯示、控制指令的發送、外部信號的監控等等），MPC03-LS卡完成運動控制的所有細節（包括脈沖和方向信號的輸出、自動升降速的處理、原點和限位等信號的檢測等等）。每塊MPC03-LS卡可控制4軸步進電機或數字式伺服電機，并支持多卡共用，以實現多于4個運動軸的控制；每軸均可輸出脈沖和方向信號，以控制電機的運轉；同時，可外接原點、減速、限位等開關信號，以實現回原點、保護等功能，這些開關信號由MPC03-LS卡自動檢測并作出反應。另外，MPC03-LS卡還提供了通用I/O信號的接口。

MPC03-LS卡采用先進的DSP芯片，具有梯形及S形升降速曲線，最高輸出頻率可達4.0MHz，并帶有編碼器反饋端口，可以實時讀取數字式交流伺服系統的編碼器信號或其他位置檢測設備（如光柵尺等）的反饋信號。

MPC03-LS配備了功能強大、內容豐富的運動控制驅動軟件工具。MPC03-LS在插補算法和運動函數的執行效率方面采用了更有效的方法，提高了插補精度、插補速度和實時性。這些軟件工具主要分為示范軟件和運動函數庫兩大類。利用MPC03-LS的示范軟件既可以很快地熟悉MPC03-LS控制卡的軟、硬件功能，又可以方便快捷地測試執行電機及驅動系統在完成各種運動時的性能特性。MPC03-LS運動函數庫用于二次開發，用戶只要用VC＋＋或Visual Basic等支持DLL調用的開發工具編制所需的用戶界面程序，并把它與MPC03-LS運動庫鏈接起來，就可以開發出自己的控制系統，例如：數控系統、檢測設備、自動生產線等。MPC03-LS的運動函數庫能夠完成與運動控制有關的復雜細節（比如：升降速、直線插補、圓弧插補等），這樣就可以大大縮短控制系統的開發周期。

激光雕刻機行業存在的問題

大幅面激光雕刻機以前的控制系統主要采用激光印章機的控制方案，該方案采用單片機控制，并將控制電路與驅動電路做成一體。主要存在以下問題：雕刻速度低，只能達到200毫米/秒，加工速度設置偏高就會出現錯位的現象；切割只能使用勻速切割，一般只能達到20毫米/秒，而且容易出現“鋸齒”；同時返修率也比較高。不能滿足用戶的要求。

MPC03-LS的解決方案

為了解決高速錯位的問題，我們基于開辟的RAM區，采用位圖象素控制，不僅解決了大幅面圖形的處理，而且實現了在同步掃描中，采用了將運動指令和激光開關光指令結合的方法，提高了掃描精度，保證了雕刻質量。

為了解決高速切割產生“鋸齒”的問題，我們采用了微線段跨段加減速控制技術，即使切割速度高達200毫米/秒也不會產生“鋸齒”，極大地提高了切割速度。同時采用PWM技術實時控制激光能量，使工件加工深度在不同的加工速度下均能保持一致，大大地提高了加工質量。

MPC03-LS針對激光行業應用的特殊性，優化了軟件和硬件配置，大大地提高了激光加工設備的輸出速度和輸出質量。同時，為了方便設備制造商盡快推出高性能的產品，在深入研究激光雕刻機加工工藝及特點的基礎上，我們基于MPC03-LS控制卡開發了整套控制系統，該系統主要功能有：

支持BMP、PLT、DXF、DST(田島繡花軟件)等圖形圖象數據格式。

系統調入圖形、圖像數據后，可進行簡單排版編輯（如縮放、旋轉等）。

可以分層輸出數據，對每層可以單獨定義輸出功率、輸出速度、輸出順序、輸出類型（雕刻/切割），并對每層的定義參數自動保存。

可以對圖像進行雕刻，對矢量圖進行畫線、切割和雕刻，可以設置雕刻精度。

支持陣列輸出，立即（定點）輸出，模擬輸出。

輸出時可以“暫停”、“繼續”，“手動定位”，所有輸出控制操作可以直接接到設備的操作控制面版上，操作方便。

輸出時有“走邊框”功能，方便找到放料位置。

雕刻速度可以達到1500mm/s，切割速度可以達到220mm/s，雕刻精度可以達到0.1mm。

激光加工設備制造商只需要選用該軟件及MPC03-LS控制卡即可生產出高性能的激光雕刻切割設備，大大縮短了新產品的開發周期，極大地提高了設備制造商的市場競爭力。

目前的應用和發展趨勢

MPC03-LS控制卡優越的性能解決了困擾激光雕刻機多年的技術難題，突破了激光雕刻機在運動控制方面的瓶頸，在激光加工設備制造行業取得了極大的影響，目前已有數十家用戶使用該產品，在布料加工、皮革加工、有機玻璃加工、工藝品加工等行業得到了廣泛的應用，取得了良好的經濟效益和社會效益。

MPC03-LS控制卡將緊跟激光行業技術的進步，不斷提高產品性能，努力提高激光加工設備行業的制造技術水平。

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