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雷赛数字式运动控制卡DMC2410在全自动测量仪上的应用

供稿:深圳市雷赛智能控制股份有限公司(雷赛控制事业部) 2010/8/17 15:45:00

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  • 关键词: 雷赛 数字式运动控制卡 DMC2410
  • 摘要:本文详细介绍了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。


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。

 


DMC2410

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0ORG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0EZ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

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的触发信号检测及减速、停止的动作;因为硬件处理速度快,所以探针的安全得到了保证。其过程如图4所示。

为了提高系统的稳定性,设计了一个由探针触发信号产生减速信号的处理电路,如图5

 

 

0号轴为例,对减速控制的函数设置如下:

d2410_config_SD_PIN(0113)

该函数第1个参数是设置轴号;第2个参数是设置减速信号SD有效;第3个参数是设置SD信号的有效逻辑电平为高电平有效;第4个参数是设置SD信号的控制方式,即锁存SD信号,并减速到起始速度后停止。

如此设置后,当探针未触发时,探针可按运动卡的指令正常运动;当探针触发时,DMC2410运动控制卡将自动地控制0号轴的运动减速、停止。当探针停止后,SD信号才复位,只有当SD信号复位后,运动控制卡才可执行其它运动指令。SD信号状态可通过d2410_get_rsts函数读取。

5.  DMC2410的手动操作摇杆控制功能

全自动影像/探针测量仪在使用接触式探针对被测物进行批量测试前,需要先用手动操作摇杆控制探针对被测物体进行手动测量示教,测量仪系统软件将记录测量动作过程,之后可自动对该种被测物体进行测量。

手动操作摇杆有3个自由度,可以控制三个轴的运动。其每个自由度根据其摇杆位置输出0255的数值,其中间位置(即平衡位置)对应的是127,最大负方向位置对应于0,最大正方向位置对应于255。摇杆输出的数值对应于探针的运动速度。

PC机从USB端口读取到手动操作摇杆的位置值后,通过DMC2410运动控制卡的速度控制指令来改变探针的运动方向和运动速度。下面是手动操作摇杆控制函数代码:



 

 

6.  结论

目前,已有多家影像/探针测量仪制造商使用DMC2410运动控制卡,其优良的性能深受用户的好评。同样,DMC2410运动控制卡在其它自动化应用领域也得到大量的应用。

 

 

 

所示。图中R1C1构成微分电路,可去除抖动信号;在探针信号LTC由高变低时,在开关管Q1的基极产生一个负脉冲,关断光耦发光二极管的电流,使得SD信号输入脚产生一个正脉冲;图中电路参数将产生脉冲宽度约为20ms的正脉冲。图中SD1SD2SD3信号分别对应于0号轴、1号轴、2号轴的减速信号。
20mm/s;探针最大允许偏转角q15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L8mm;如图3c所示。
运动控制卡是深圳市雷赛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。

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