支持LabVIEW编程 软件开发包 KZ-100运动控制器 4轴连动 手动控制

是否进口 ：否

尺寸 ：无

加工定制 ：是

类型 ：运动控制器

* ：派迪威

适用范围 ：显微镜

型号 ：KZ-100

重量 ：10000kg

一、概述

移动平台控制器用于控制步进电机驱动的移动平台实现多种运动，也可用于使用两相步进电机驱动的其它设备的控制。自带摇杆可实现直接手动方式的运动控制；通过 RS232 接口，从控制软面版实现运动控制，或者由计算机编程实现更加灵活多样的控制方式。每台移动平台控制器*多可独立或联合控制 4 台步进电机，实现多达四维空间的任意方式运动。移动平台的位置信息实时显示在 LCD 显示屏上。

同时内置运动控制和电机驱动模块，控制连接简单化；命令控制、  驱动程序等灵活多样的编程控制方式，可支持多种软件控制的开发。

二、连接方法

1．X 通道：用 DB9(孔)－DB9(针)连接电缆与移动平台 X 方向控制端连接；切不可带电拔插！

2．Y 通道：用 DB9(孔)－DB9(针)连接电缆与移动平台 Y 方向控制端连接；切不可带电拔插！

3．Z 通道：用 DB9(孔)－DB9(针)连接电缆与移动平台 Z 方向控制端连接；切不可带电拔插！

4．L 通道：用 DB9(孔)－DB9(针)连接电缆与移动平台 L 方向控制端连接；切不可带电拔插！

5．RS232：用附件中的 DB9(孔)－DB9(孔)连接电缆与 PC 机 RS232口连接；

6．电源：与附件中的电源适配器连接。

三、直接手动方式操作

1.按规定连接好 X、Y、Z、L 通道电缆；（切不可带电拔插！）

2.将电源适配器与移动平台控制器的“电源”插座连接；（只可使用本机自带的电源适配器，不可更改！）

3. 确认所有连接正确，平台移动所需空间足够，各设备放置平稳后， 将电源适配器的交流插头接入市电；

4.左/右摇动四维摇杆手柄，平台 X 方向电机正/反转动；

5.前/后摇动四维摇杆手柄，平台 Y 方向电机正/反转动；

6. 正/反旋转四维摇杆手柄，平台 Z 方向电机正/反转动；

7.按住摇杆手柄上的按钮同时左/右摇动摇杆手柄，平台 L 方向电机正/反转动；

8.摇动四维摇杆手柄，体会平台移动速度与摇杆关系；

9.四维摇杆手柄某一方向处于自由位置（零位）6 秒以上，相应方向的电机将自动变为“空闲”状态；

10.程控（含控制软面板）时，推动摇杆可解除推动方向的程控控制， 摇杆回位，该方向即可停止运行，可作为急停功能使用。

四、控制软面板实现运动控制

1. 移动平台控制器与计算机通信采用 RS232 接口；

2.用RS232 电缆连接计算机和移动平台控制器；

3.确认所有连接正确后，再给移动平台控制器上电；

4.再计算机上运行：PDV Controller.exe，得到如下介面：

上半部分为直接控制区，左下部为联动控制区，右下部分为面板数据存取、端口控制和退出部分。

5.直接控制区。

通道：指明后面控制数据所在的行所属的控制通道；

行进速度：让相应控制通道的电机以该速度运行，其值在-4096～

4095 之间。正值正转，负值反转，*值不得大于后面的“*高速度”，否则速度的*值为“*高速度”；

*高速度：让相应控制通道的电机速度*值的大值，其值在0～4096 之间，用以*“行进速度”、“行进位移”和“点动位移” 模式时的*高限速；

行进位移：以尽可能高的速度(不超过“*高速度”)行进的距离。 其值与后续“位移比”的乘积应在-230～230-1 之间；

点动位移：点击 M-或 M+按钮时相应通道将反向或正向移动对应于设定值的位移量。其值与后续“位移比”的乘积应在-230～230-1 之间；

位移比：“行进位移”和“点动位移”模式下实际位移量与所设定位移量的比例系数。通过设定该比例系数可实现设定值为不同单位(如 mm、度等)时与实际位移量间的转换。

平台状态：显示平台当前位置信息和限位信息。数字为位置信息， “max”或“min”表示平台已到达远端或近端限位位置；

连续更新：勾选时“平台状态”信息将与移动平台控制器显示状态信息同步连续更新，未勾选时则不再更新“平台状态”；

6.“联动控制”区：联动控制功能是用被选中为联动的通道来实现空间任意曲线运动的。这里定义一种曲线表示方式(与四维空间曲线表示类似)：一条“曲线”由一个或多个直“线段”连接而成。

模值：为“线段”的长度；其值在-231～231-1 之间；X 分量、Y 分量、Z 分量和 L 分量：每条“线段”在 X、Y、Z 和L 方向上的矢量长度与线段长度“模值”的比值的 32768倍(215 倍)，其值在-32768～32767 之间；

添加线段：将上述“线段”添加到“曲线”上； 清除曲线：将“曲线”中的内容清除；

曲线：由一系列“线段”组成的“曲线”的数据；曲线上每条线段的数据表示为一行，分别为线段的“模值”、“X 分量”、“Y 分量”、“Z 分量”和“L 分量”，用“，”号分开，行尾也用“，”号。曲线有多少个线段就有多少行，也可按照此格式在该文本显示框中直接编辑曲线数据。

X 联动、Y 联动、Z 联动、L 联动：勾选则相应通道参加联动，未勾选中的可独立运动；

联动限速：在线段方向上的*高速度，其值在 0～4096 之间；

重复次数：前述曲线运动的重复次数，其值在 0～65535 之间；0 表示只运行一次，不重复；1 表示运行一次，重复一次，共两次，依此类推。

如果重复曲线运动要求曲线的起点和终点是同一点，否则重复的曲线将形状相同而不能重合。

开始运行：将曲线数据下传到移动平台控制器，启动电机，开始曲线运动。 

7．在运行中实现等待。在联动控制过程中，将需要等待的通道的“×分量”设为 0，则对应通道将停止运行。当“模值”的 256 倍不小于“联动限速”的平方时，等待时长为：(256×模值/联动限速+联动限速)×0.4096ms；当“模值”的 256 倍小于“联动限速”的平方时，等待时长约为：32×模值的平方根×0.4096ms。

8. 面板数据存取、端口控制和退出。

保存数据：保存面板上的各输入框及状态控制数据到数据文件中；但“曲线”数据不保存。

恢复数据：从数据文件中读取上述保存的数据，设置到面板上的各输入框及状态控制上，不含“曲线”数据。

通讯端口：设定计算机与移动平台控制器的串口号。退出(Exit)：退出控制面板。 

五、用命令实现运动控制

移动平台控制器从计算机接收命令，实现运动控制，前述控制软面板就是通过这些命令实现的。 

1．RS232 接口协议：波特率 57600，无校验，8 数据比特，1 停止位；

2．传输形式：计算机主控传输，计算机每次向移动平台控制器传发送 1 字节后，需要等到移动平台控制器向计算机发送字节 0Dh，表示移动平台控制器确认收到该字节，计算机才能再向移动平台控制器传发送下 1 字节，再等到移动平台控制器向计算机发送字节 0Dh，表示移动平台控制器确认收到该字节，…….，依此类推； 3．命令格式：每个命令由字符串组成，字符采用 ASCII 编码。字符串总长度不超过 16 字节(含分隔符)。命令组成有两种方式：一种是： 两个字母＋ “；”；另一种是：两个字母＋数字＋ “；”。字母区分大小写；“；”号就是命令的分隔符号。除此以外不能有其他符号(含空格)。

例：X 通道以 3000 速度反向行进：“SX-3000;”

4.命令集。 

5．控制举例：

 例1． 移动平台控制器向计算机上传上传限位数据。

 (1)计算机向移动平台控制器下发字符串：“US;”。

每发送一个字符，都要等到移动平台控制器返回一个字节(0Dh)，才可接着发送下一字节。

(2) 计算机得从移动平台控制器读取 1 字节， 这个字节表示平台位置信息：

如果bit0=0, 则 X 方向已到*小位置； 如果bit0=1, 则 X 方向未到*小位置；如果bit1=0, 则 X 方向已到大位置； 如果bit1=1, 则 X 方向未到大位置；如果bit2=0, 则 Y 方向已到*小位置； 如果bit2=1, 则 Y 方向未到*小位置；如果bit3=0, 则 Y 方向已到大位置； 如果bit3=1, 则 Y 方向未到大位置；如果bit4=0, 则 Z 方向已到*小位置； 如果bit4=1, 则 Z 方向未到*小位置；如果bit5=0, 则 Z 方向已到大位置； 如果bit5=1, 则 Z 方向未到大位置；如果bit6=0, 则 L 方向已到*小位置；

如果bit6=1, 则 L 方向未到*小位置； 如果bit7=0, 则 L 方向已到大位置；如果bit7=1, 则 L 方向未到大位置；

例2． 移动平台控制器向计算机上传联动状态。

 (1)计算机向移动平台控制器下发字符串：“UJ;”。

每发送一个字符，都要等到移动平台控制器返回一个字节(0Dh)，才可接着发送下一字节。

(2) 计算机得从移动平台控制器读取 1 字节， 这个字节表示平台位置信息：

如果bit0=1, 则 X 方向已参与联动； 如果bit0=0, 则 X 方向未参与联动； 如果bit1=1, 则 Y 方向已参与联动； 如果bit1=0, 则 Y 方向未参与联动； 如果bit2=1, 则 Z 方向已参与联动； 如果bit2=0, 则 Z 方向未参与联动； 如果bit3=1, 则 L 方向已参与联动； 如果bit3=0, 则 L 方向未参与联动；

例3． 在三维空间中，画出重原点 O(0,0,0)到P(1000,2000,-3000)的直线段 OP。

(1) 找出线段的“模值”。

可以将线段的长度作为“模值”，为计算简单也可找一个不小于绝对值大的分量的数作为“模值”。这里不妨就取*值大的分量作为模值，即 3000；

(2) 计算分量：

X 分量＝X 位移量/模值×32768=1000/3000×32768=10922；

Y 分量＝Y 位移量/模值×32768=2000/3000×32768=21845；

Z 分量＝Z 位移量/模值×32768=－3000/3000×32768=－32768；

L 分量＝L 位移量/模值×32768=0/3000×32768=0；

(3) 发送曲线数据：

JD7;                 //准备联动数据下传，X、Y、Z 联动，L 不联动。 JW1; //线段数量：1 段。

JL3000;            //模值。

JW10922;        // X 分 量 。

JW21845;        // Y 分 量 。

JW-32768;      // Z 分 量 。

JW0;              // 不涉及 L 通道，L 分量也要设定，其值为 0 即可。

 如有更多线段，可相应修改线段总数，并依次重复上述“模值”，

 “X 分量”，“Y 分量”，“Z 分量”，“L 分量”设定过程，直至设定完所有线段为止。各参数设定必须依次顺序。

(4) 开始运行联动过程：

JT0;             //运行一次，不重复。

 重复运行时，当曲线的起点和终点在同位置时，重复运行时则会反复画同一曲线；起点和终点不在同位置时，一次运行的终点将成为  随后一次的起点，但都画同样的曲线。

 (5)运行模值不为 0，而分量为 0 的“线段”时，即形成“等待”。等待时长：当“模值”的 256 倍不小于“联动限速”的平方时，等待时长为：(256×模值/联动限速+联动限速)×0.4096ms；当“模值”的 256 倍小于“联动限速”的平方时，等待时长约为：32×模值的平方根×0.4096ms。

 六、运用库函数实现运动控制

系统提供动态链接库函数，用户可在自己的应用程序中调用这些函数，满足特定的应用。

头文件：Vector_dll.h

 动态链接库：vector_generator.dll

 函数定义：

 1．初始化串口

int stdcall  SetComPortn(int port_number);

 //port_number=1:com1;

 //port_number=2:com2;

 该函数应该在所有函数之前调用，因为其它函数可能使用的串口，使用前应该先初始化。

2．关闭串口

 int stdcall  CloseCommPort(int port_number);

 //port_number=1:com1;

 //port_number=2:com2;

该函数应该在所有函数之后用，因为其它函数可能使用的串口， 只有在不再使用串口时才能关闭它。

 3．设置行进速度

 void  stdcall  SetSpeed(int Channel, int Speed);

//Channel = 0,1,2,3 对应 X,Y,Z,L通道

//Speed =-4096~4095

 4．设置行进距离

 void  stdcall  SetDistance(int Channel, int Distance);

//Channel = 0,1,2,3 对应 X,Y,Z,L通道

//Distance = -230~230-1

 5．设置*高速度

 void  stdcall  SetMaxSpeed(int channel,int MaxSpeed);

//Channel = 0,1,2,3,4 对应 X,Y,Z,L,联合

//MaxSpeed =-4096~4095

 6．取得位置数据

 int stdcall  GetDisplay(int Channel);

//Channel = 0,1,2,3 对应 X,Y,Z,L 通道

 7．取得限位或联动数据

 int stdcall  GetStatus(int Content);

//Content = 0/1 = 限位/联动

 8．联动数据下传联动数据

 void stdcall SetJointData(int Joint[4],intTotal_Seg,double Modulus[400],doubleCompnent[400][4]);

//Joint[0,1,2,3] = 1/0 = [X,Y,Z,L]通道是/否联动

//Total_Seg: 线段总数(0~330)，

//Compnent[400][0,1,2,3] = [X,Y,Z,L]分量;