随着现代工业技术的发展，尤其是应用于数控领域的工控机和伺服系统的技术水平的进步，数控切割技术在制造业受到了广泛的关注。数控切割通过先进的计算机编程实现零件的自动切割，不但操作简单，维修方便，保证切割产品的质量，减轻人们的劳动，而且可以大幅度降低切割成本，缩短生产周期，提高系统可靠性。因此，数控切割技术广泛适用于机械制造行业。与国外相比，我国的技术水平还有很大的差距，许多切割行业的控制设备都需要进口，成本较高。本文介绍了一种在 AutoCAD2002下开发的基于IPC机PCI总线的步进电机或数字式伺服电机的控制系统，其切割精度、切割速度以及可靠性较好，而且价格低廉，在切割实践中也达到了预期的切割效果。
一、数控系统硬件设计
1. MPC02运动控制卡简介
MPC02运动控制卡是基于PC机PCI总线的步进电机或数字式伺服电机的上位控制单元，适用范围广，卡上无需进行任何跳线设置，所有资源自动配置，在 Windows98及Windows2000操作系统中支持即插即用，同时在软件方面提供了丰富的运动控制函数库。MPC02控制卡具有开放式结构、使用简便、功能丰富、可靠性高等特性，主要适用于数字式交流伺服系统或闭环的步进电机控制系统。其结构示意图如图1所示。
图1 MPC02结构示意图
每块MPC02卡可控制3轴步进电机或数字式伺服电机，并支持多卡共用；每轴均可输出脉冲和方向信号，以控制电机的运转；同时，可外接原点、减速、限位等开关信号，以实现回原点、保护等功能，这些开关信号由MPC02卡自动检测并做出反应。另外，MPC02卡还提供了适用于伺服系统的伺服使能和偏差清零信号接口，以及供用户使用的通用I/O接口。
2. 系统的硬件结构
组成该通用式热切割数控系统的硬件框图如图2所示，主要包括工业PC机、运动控制卡和伺服系统。该系统采用工业PC机为基础，在工控机主板PCI扩展槽上插入MPC02运动控制卡，构成主从式控制结构：工业PC机是该系统的核心，主要实现系统的管理功能；MPC02卡一方面与伺服系统相连，实现对切割运动轨迹的控制，另一方面与控制面板及控制气源的继电器相连，实现加工过程中各种功能。另外，电源板、伺服驱动和电机、继电器、电磁阀是系统的执行机构。
在实际切割过程中，割具的起始位置用主控界面很难精确调整，同时也为了方便操作，在该系统设计中带有有线手控盒，它可以实现主控界面的所有控制操作如运行、暂停、后退、继续、割具移动、点火、气阀控制等，手控盒用89C2051单片机开发，采用7芯电缆与运动控制卡连接。