本文以医疗仪器自动输送控制系统为研究背景,详细论述了基于PMAC的自动输送控制系统的设计与开发过程。首先进行了总体方案和电路设计,然后结合对系统自动化输送流程中关键技术的研究,完成系统软件开发,实现各项控制功能,最后进行了系统调试和功能验证。本文主要完成工作如下:(1)根据系统的技术指标和功能需求,完成了总体方案设计,确定了以直角坐标机器人为机械结构、以PC+运动控制卡为控制核心的自动输送控制系统。进行了机械结构和硬件核心部件的选型,并完成了电路设计和接线工作。(2)对系统自动化输送方案进行了流程设计。为了提高医疗仪器自动输送控制系统的平稳性和快速性,对运动中的启停规划、速度前瞻和多轴联动进行了研究。首先在对多种启停规划曲线分析对比的基础上,重点研究了S型曲线在运动功能中的适用性,使得三轴在启停阶段加速度变化连续无突变;然后研究了输送运动中连续直线段衔接处的速度前瞻技术,有效缩短了系统运动时间,提高了工作效率;最后研究了多轴联动直线插补算法,确保了多轴联动状态下各轴运动的稳定性和快速性。(3)基于系统PC+PMAC的双CPU结构,完成了由上下位软件组成的软件系统开发。上下位软件均采用模块化设计思想,上位人机交互软件使用Delphi语言开发,通过开发初始化通讯模块、运动参数指令下发模块、状态显示监测模块等,实现了自动输送区、显示区、基础功能区、状态栏等功能分区的软件开发;下位软件通过控制器开发了电机初始化、高速数据采集、PLC监控等模块的PMAC程序,并结合关键技术的研究完成了单轴定向、定点、回零运动和多种自动输送运动功能的开发。最后通过配置PC和PMAC,使两者完成网口通讯。(4)根据系统性能指标,完成了系统的初步调试。调试工作包括硬件调试、闭环调试和功能及指标验证三个部分。硬件调试包括电气调试和控制器驱动器配置;闭环调试主要是对稳态特性和动态精度的调试;功能及指标验证是指在功能验证时完成各项指标测定,并对运动功能中涉及到的启停规划、速度前瞻、多轴联动直线插补等算法在系统使用中的效果进行了验证。产品即将交付使用。