台达网络伺服控制在校直机测控系统中的应用

目前，国内主流校直机测控系统主要包含 3个运动控制轴：上下加载轴、左右运动轴、旋转运动轴。初期各轴的运动只靠 IO板卡发送命令，用霍尔开关判断是否到达预期目标。这种模式虽然简单易用，但误差较大，不适用于高精度的定位与测量。虽然近两年应用伺服电机来控制校直机产品的各轴运动，但仍处于半闭环控制阶段，自动校直机测控系统的精度、速度、效率等重要指标仍有待提高D-23。针对上述问题，利用台达公司的网络伺服板卡，对自动校直机 3个运动轴进行全闭环控制，成功应用于校直机产品。

2 环境构建2.1 实体架构本文利用台达公司型号为 PCI-DMC-A01适配卡进行校直机 3轴控制开发，其架构是使用 DeltaMotion Control Network(DMCNETTM)协议进行通讯运作。由图 1可知，使用 PCI-DMC-AOl进行通讯时，将网络线-端接于 PCI-DMC-A01适配卡的CN2接口，另-端接于Slave Module进行串接。

[收稿 日期] 2013-o6～O3[作者简介] 张 鹏(1982-)，男，工程师，主要研究方向：软件算法分析、设计。

· 78 ·i嚣， i嚣.i簟图 1 台达网络伺服控制框架NO.2 2O13 张 鹏，等：台达网络伺服控制在校直机测控系统中的应用2.2 相关硬件配置与功能简述支持拈：Delta ASDA-A2-F Driver原点复归模式：35种(由 DMCNET参数设置控制)运动速率切线控制：T-curve、S-curve补间模式：线性、圆虎螺旋与连续Ring数量 ：1组串行控制接口：half duplex RS-485 with trans-former isolation线 材 型 式：CAT- 5e STP Ethernet cable(24AWG/4Pairs)通讯距离：最大 30m(12 slave module)PCI规格 ：ver.2.2；支持 32-bit，3.3V/5VDC操作型式电源消耗量 ：5V DC at 0.5A typical突波 电压耐受量 ：1500VAC(Primary-seconda-ry)；1500VAC(Primary-PE)ESD：8KV Air DischargeEFT：Power Line- 2KVRS：80MHz～ 1GHz，10V/m型号为 PCI-DMC-A01适配卡接 口功能如表 1所示 。

表 1 PCI-DMC-A01适配卡接口功能名称 功能介绍CN1 输入/输出讯号连接端口CN2 DMCNET扩充拈连接端 口RSW1 适配卡 ID号码设定 开关RSW2 输人/输出讯号 SINK/SOURCE装置切换开关3 API函数库的介绍与使用3.1 使用 VC与 C Builder函数库编辑新项 目当将台达软件开发包安装完成后，在 lib的文件夹中找到 2个函数库，该函数库分别是给 VC与Borland开发环境下使用，如表 2所示。

表 2 函数库 的适用环境动态库 适用环境PCI-DMC-0 1.1ibBCBPCI-DMC-01.1ibVisual Studio C函数库Borland C函数库在 VC项 目中，将# include-incVCkPCI-DMC- 01.h”、#include”..incVCPCI-DMC-O1-Err.h”两条语句加入新建项 目的头文件中，在Visual C开发环境下选择Project/Setting/Link，在 Object/Library modules中键 人”..libPCI- DM C- 01.1ib”。设置完成后，即可以开始使用 API来操作 PCI-DMC-A01。

在 C Builder项 目中，将 # include..incBCBPCI-DMC-01.h”、#include”..incBCBPCI-DM C-01- Err.h”两条语句加入新建项 目的头文件中，在 C Builder开发环境 下选择 View/Project Manger，在新项 目中加入”..libBCBPCI-DMC- 01.1ib”。设置完成后，即可以开始使用 API来操作 PCI-DMC-AO1。

3.2 硬件初始化硬件初始化的相关函数名及描述如表 3所示。

表 3 硬件初始化的相关函数名称及描述函数名称 描述DM C- -01- openDMC- -01- close- DMC- -01- - get- -CardNo- . seq当应用程序启动时，初始化系统资源释放所有系统资源取 得 主 机 上 所 有 PCI-DMC-A01适配卡号-DM C-O1-pci- initial 初始此 PCI适配卡-DMC-01-get-card- version 取得轴卡版号自动校直机测控系统初始化轴卡时关键代码如F：rt - ( DMC 01 open )( gDM CExistCards)；rt - (-DMC-01-get-CardNo-seq)(i，&CardNo)：gpDMCCardNoList[i]- CardNo；rt- (-DMC-01-check-card-running)(gP-DMCCardNoListri]，running)；if(running-- O) rt- (-DM C-01-pci-initia1)(gpDM CCardNo-List[-i])；if(rt! - O)M essageBox(GetFocus，”Can'tboot PCI-DMC-01 Master Card!”，”Error”，MB- OK)；rt- (-DM C-01-initial-bus)(gpDM CCard-NoList[-i])；gbpDSPBoot[-gpDMCCardNoList[i]]：true lrt： (-DM C-01-start-ring)(gDMCCardNo，0)；rt- (-DM C-01-get-device-table)(gDM C-CardNo，gpDevicelnfo[-gDMCCardNo])，rt- (-DMC-01-get-node-table)(gDMC-· 79 ·工程与试验CardNo，&-gpSlaveTable[-0][-gDMCCardNo])；4 伺服控制在校直机软件上的实现在自动校直机测控系统中，无论上下加载轴、左右运动轴，还是旋转运动轴，都需点对点位移运动控制。PCI-DMC-A01可支持 S-curve或 T-curve速度剖面下的绝对坐标或相对坐标运动模式，其为-个从 P0到 P1的单轴点对点运动位移∩以选择操作在相对位置坐标与绝对位置坐标的T-cHrve或S-curve之运动模式下进行运动位移。本设计只进行了绝对位置单点坐标运动控制，相关函数如下：-DM C-0 1-start-ta-m ove格式 ：116 PASCAL-DMC-01-start-ta-move(Ul6 CardNo， U16 NodelD，U16 SlotlD， I32Dist，I32 StrVel， I32 M axVel， F64 Tacc， F64Tdec)相关参数：CardNo适配卡号；NodelD站号 ID；SlotlD插槽 ID；Dist指定的绝对坐标行程；strVel初始速度；MaxVel最大速度；Tacc指定的加速时间；Tdec指定的减速时间。

实例如下 ：U16 CardNo0，NodeID - 1，SlotlD0；132 Dist 100000；132 StrVel 0，MaxVel 50000；F64 Tacc0.1，Tdec-0.1；I16 status-DM C-01-start-ta-move(Card-No， NodeID， SlotID， Dist， StrVel， M axVel，Tacc，Tdec)；由于是 3轴运动，属于闭环控制，当发送目标值后，自动校直机软件需要时刻监听是否到达目标值，以便进行其他后续动作。台达公司通过函数-DMC-01-motion- status返回目前的运动状态，格式为：I16 PASCAL-DMC-01-motion-status(U16 Card-No，U16 NodelD，U16 SlotID，U32 M C-status)。

其中MC-status的第 0位到第 15位反馈运动状态，抵达 目标与否靠第 10位 Target来判断，为 1表示到达目标值，否则未到达。实例如下：U16 NodeID - 1：U16 SlotID-0：U32 M oSt-0：I16 status-DMC-01-motion-status(Card-No，NodelD，SlotID， MoSt)；· 80 ·上下加载轴、左右运动轴控制方式与方法类似，控制流程如图 2所示 。

图 2 上 下运动轴 、左右运动轴 控制流程判断是否到达目标值时，标记 Target的反馈时间，经测试为 0.01s左右，满足校直机测控系统实时性要求∝制旋转轴的流程如图3所示。

图 3 旋转轴控制流程旋转控制轴多了旋转 360。的目标值控制，因为测量工件跳动量需使工件旋转 360。，到达 目标后再进行高点计算，并将计算结果再-次发送到函数-张 鹏，等：台达网络伺服控制在校直机测控系统中的应用DMC-01-start-ta- move，判断到达 目标值后才可进行后续动作操控。

5 结束语基于台达的全闭环网络伺服控制系统开发的全自动校直机测控系统满足高精度、高速度、高效率的要求，使得该设备在自动化程度上大大缩小了与进口设备的差距，同时又有价格的优势与完备的售后服务，为 自动校直机深度开发提供 了良好的平台。