MCBOARDV20运动控制主板接口说明.docx
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MCBOARDV20运动控制主板接口说明
MC-BOARD-V2.0运动控制主板接口说明
1概述
MC-BOARD主板专用于激光雕刻/切割运动控制系统中,其最大支持四个轴的运动控制,其中支持X/Y两轴的联动控制,同时支持Z/U两轴的点动控制。
X/Y/Z轴有复位功能,有最大最小坐标限制,Z轴可用于控制平台的上升和下降运动;U轴无复位功能,无最大最小坐标限制,可用作双向循环上料轴。
目前睿达系统MC-BOARD主板不能兼容市面上所有的U盘。
经过测试,如下U盘可以使用:
朗科、威刚、台电、新科、爱国者、清华同方、清华普天、清华紫光、深圳天琴、华人闪盘、深圳汉鑫科技等;我们将测试更多的U盘,不断丰富可以兼容的U盘类型。
MC-BOARD主板具有如下特点及优势:
◆采用高质量24V转5V的DC-DC模块电源对主板内核独立供电,硬件设计时充分考虑了EMI/EMC问题,因此主板有较强的抗干扰能力;
◆采用高精度32位浮点DSP+FPGA为核心控制器,浮点DSP主频高达300MHZ,可实现复杂的数据超前预处理算法,FPGA实现脉冲发生器,整个系统运行效率高,机器的运行速度理论上只受限于机器和驱动器本身,而不受限于控制主板的运行速度,可广泛应用于大幅面高速激光雕刻、切割设备;
◆板载64MB大容量NAND-FLASH作为文件存储器,可支持联机和脱机控制模式,用本主板配套的PC机软件完成机器参数设置、图形编辑和路径优化等(详见本主板PC机软件说明),可立即在PC机上启动加工,也可由PC机生成加工数据文件(后缀为.rd),然后通过U盘COPY到主板内存中,实现全脱机运行,同时支持将主板内存中的.rd文件拷贝到U盘,可支持U盘的FAT32和FAT16文件格式;
◆主板集成高速切割和精度切割两种切割算法,适用于追求快速切割和追求精度切割的不同用户群;
◆切割时,通过设置最小功率和最大功率,主板自动寻找能量跟随系数,对切割进行实时能量跟随,其中最小功率对应切割时的起跳速度,最大功率对应用户设置的目标速度;
◆可实现长度、深度可设置的坡度扫描功能,最小功率对应坡度顶深,最大功率对应坡度底深;
◆完善的激光开关延时功能,最大可设置200ms的开关延时时间;
◆最大可设置30s的激光开/关光停顿打穿时间,可方便用于刀模切割;
◆主板集成数模转换电路,输出激光数字PWM的同时将其转换为模拟信号,可直接控制数字激光电源和模拟激光电源;
相比于MC-BOARD主板,MC-BOARD-V2.0增加了如下功能:
●完善的断电续雕功能,无论在高速运动或者低速运动过程中系统断电,第二次上电时若用户选择了断电续雕功能,则图形都能实现良好对接;
●可在工作过程中在线修改最大、最小功率和加工速度,可方便用户在调试时找到一个合适的激光功率和加工速度参数,同时修改的参数只对正在运行的图层起作用,不影响其他图层;
●可在键盘上直接进行白边距离可设置的走边框操作,走边框的模式分为开光切边框、关光走边框及四角打点走边框三种模式;
●新增了点动距离可设置的手动移动功能,当点动距离为0时,按键移轴时进行连续移动,若点动距离不为0,则每按一次移动键,对应轴移动所设置的点动距离值;
●键盘上设置的最大最小功率值精确到0.1%,速度值不再以百分比表示,而是直接以mm/s的形式给出。
MC-BOARD-V2.0附带一个人机操作面板,通过RS232接口和主板连接。
使用本主板时应注意如下事项:
1、使用前请先阅读本说明书;
2、不得自行拆卸及更换主板上的芯片和元器件;
3、避免与水、腐蚀性物质接触;
4、接线/安装过程中,请不要用力按压各芯片和元器件;
2安装尺寸
2.1主板安装尺寸
所有尺寸单位为mm,精确到0.1mm
2.2按键面板尺寸
所有尺寸单位为mm,精确到0.1mm
3实物图和接口一览
3.1MC-BORAD-V2.0主板实物图
更详细的引脚说明见第四节接口信号说明。
3.2人机面板实物图
4接口信号说明
4.1电源接口JP0(4pin3.81mm)
引脚
定义
1
24V电源地(输入)
2
24V电源正(输入)
3
5V电源地(输入)
4
5V电源正(输入)
◆本主板采用24V和5V电源供电,请确保电源的质量。
请注意所有接口引脚的顺序,引脚序号已在主板上标明。
4.2USB接口
主板上共两个USB接口,标示为Udisk的接口用于插U盘,对U盘文件和内存文件进行对拷;标示为PC的接口用于连接PC机,用PC机对主板进行参数设置、控制等。
4.3四轴限位接口(6pin3.81mm)
Z/U轴限位接口Z/U-Lim
引脚
定义
1
5V电源地(输出)
2
U-,U轴运动到0坐标处的限位,对应指示灯D14
3
U+,U轴运动到最大坐标处的限位,对应指示灯D13
4
Z-,Z轴运动到0坐标处的限位,对应指示灯D12
5
Z+,Z轴运动到最大坐标处的限位,对应指示灯D11
6
5V/1K电阻上拉5V(输出)可选,以图3为正视图,当JP3跳右侧时,6脚为5V,当JP3跳左侧时,6脚为1K电阻上拉到5V
X/Y轴限位接口X/Y-Lim
引脚
定义
1
5V电源地(输出)
2
Y-,Y轴运动到0坐标处的限位,对应指示灯D10
3
Y+,Y轴运动到最大坐标处的限位,对应指示灯D9
4
X-,X轴运动到0坐标处的限位,对应指示灯D8
5
X+,X轴运动到最大坐标处的限位,对应指示灯D7
6
5V/1K电阻上拉5V(输出)可选,以图3为正视图,当JP3跳右侧时,6脚为5V,当JP3跳左侧时,6脚为1K电阻上拉到5V
◆在本主板的PC机软件上,支持限位极性可选。
即,若运动轴到达限位位置时,触发一个低电平信号,使各限位对应的LED亮,当运动轴远离限位位置时,触发高电平信号,使限位指示灯灭,则此时的限位极性为负;反之,若运动轴靠近限位时对应指示灯灭,而远离限位时对应指示灯亮,则限位极性为正。
限位极性设置不正确会导致系统复位时检测不到限位,从而导致轴的碰撞。
4.4X/Y/Z/U四个运动轴驱动接口(X、Y、Z、U6pin3.81mm)
四个运动轴接口一样,以X轴接口为例。
引脚
定义
1
5V电源地(输出)
2
XDIR+
1.若电机驱动器为脉冲+方向控制模式,则接电机驱动器方向控制端;
2.若电机驱动器为双脉冲控制方式,该引脚接反方向脉冲输入端
3
XDIR-
4
XPWM-,上升沿有效
5
XPWM+,下降沿有效
1.若电机驱动器为脉冲+方向控制模式,则接电机驱动器脉冲输入端;
2.若电机驱动器为双脉冲控制方式,该引脚接正方向脉冲输入端
6
5V电源正(输出)
◆若主板上电系统复位时,X/Y某个轴向机器原点的反方向运动,则说明该轴的方向信号极性不对,此时应断开该轴与电机驱动器的连接(否则主板检测不到限位,可能会导致该轴碰撞),然后等到主板上的D16闪烁后(表明已复位完毕,机器每次复位时,D16均先灭掉,等复位完毕后才开始闪烁,D16未闪烁前不可在PC上对所有参数进行读写),在PC机上修改该轴的方向信号极性,修改完毕后再按复位键对主板进行复位。
4.5人机操作面板接口P1
P1为DB9母座,接人机操作面板,两者用RS232通信。
4.6通用输入输出口IO(5pin3.81mm)
引脚
定义
1
5V电源地(输出)
2
通用输入2,保护口输入,若机器需要在特定状态下作保护(如开盖保护),则保护信号从该引脚输入。
该引脚在PC软件上可进行使能和禁止,当该引脚被禁止后,该信号不被主板查询,若该引脚被使能,则当输入为高电平时,机器被保护,正在进行的工作将暂停,且激光被关闭。
3
通用输入1,脚踏开关输入口。
连接方式为:
当脚踏板踏下时,向该口输入低电平信号,脚踏板松开时,则断开该口的连接或向该口输入高电平信号均可;脚踏板踏下时间不少于100ms时,若当前机器处于空闲状态,则将启动工作,若当前机器处于工作状态,则工作将被暂停,若当前机器处于暂停状态,则暂停的工作将被重启,即脚踏开关和键盘上的“启动/暂停”键功能类似。
若第二次脚踏开关踏下时距离第一次踏下时的时间小于1.5秒钟,则第二次脚踏动作被主板认为无效。
4
通用输出1,当PC软件上使能风机控制时,该口输出风机控制信号,否则为其他控制信号。
当接风机时,可在每个图层分别设置风机的开关,输出低电平时开风机,高电平时关风机。
5
5V电源正(输出)
4.7激光电源接口(6pin3.81mm)
数字激光电源接口L-P1
引脚
定义
1
激光电源5V地(输出)
2
LENABLE-,激光使能控制接口
1.当激光器为射频激光器时,该引脚不用;
2.当激光器为玻璃管时,若使用的激光电源为低电平出光,则该引脚接激光电源激光使能端,用于控制激光的开/关
3
LENABLE+,激光使能控制接口
1.当激光器为射频激光器时,该引脚不用;
2.当激光器为玻璃管时,若使用的激光电源为高电平出光,则该引脚接激光电源激光使能端,用于控制激光的开/关
4
LPWM+,激光器/管功率控制接口
1.当激光器为射频激光器时,该引脚不用;
2.当激光器为玻璃管时,且激光电源PWM端为高电平有效时,该引脚接激光电源PWM端,用于控制激光的功率
5
LPWM-,激光器/管功率控制接口
1.当激光器为射频激光器时,用于同时控制激光的开关及功率
2.当激光器为玻璃管时,且激光电源PWM端为低电平有效时,该引脚接激光电源PWM端,用于控制激光的功率
6
激光电源5V正(输出)
模拟激光电源接口L-P2
引脚
定义
1
激光电源5V地(输出)
2
模拟电压1,接模拟激光电源的功率控制端
3
模拟电压2,接模拟激光电源的功率控制端。
最多可同时接两路模拟激光电源对两根激光管进行控制,可通过调节电位器VR1和VR2使两根激光管的功率匹配
4
水保护状态输入口,对应指示灯为D15。
当PC软件上使能水保护时,主板将检测水保护输入口,若该口为低电平,则认为正常(D15亮),若该口为高电平(D15灭),则主板将强制关激光,且正在进行的工作将暂停。
若PC软件上不使能水保护时,主板不检测水保护输入口,用户可不接水保护。
5
激光电源5V正(输出)
6
第二路激光使能端,低电平出光
◆本系统配套的PC软件上支持对激光器的选择,请正确选择激光器类型,激光器类型选项修改后,应对主板进行复位,复位后修改起效。
5激光电源接口举例
5.1单玻璃管,数字激光电源
5.2单玻璃管,模拟激光电源
5.3双玻璃管,模拟激光电源,机器厂家无外接电位器电路
◆模拟电压1和模拟电压2是两路相同的功率信号,主板出厂时,两路电位器VR1和VR2的输出被调到最大值,即L-P2口3脚电压等于模拟电压2,L-P2口2脚电压等于模拟电压1。
若机器厂家无外接电位器对两路模拟电压进行控制(见上图),则在使用双激光头时,必须对VR1和VR2进行调节从而对两路激光管进行功率匹配。
具体调节方法为:
若激光管1的最大功率为100W,接模拟电压1,而第二根激光管的最大功率为95W,接模拟电压2,则VR1不动,调节VR2,使VR2的输出大致为VR1输出的95%。
5.4双玻璃管,模拟激光电源,机器厂家外接电位器电路
◆由于5.3节所示电路必须调节主板内电路的VR1和VR2,给操作带来不便,故建议使用5.4节所示电路接上外接电位器对模拟信号进行控制,外接电位器EVR1和EVR2的调节按钮放在便于操作
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