引言：
      HPGL 是HP公司為描述2D圖形信息所設(shè)計(jì)的圖形語言，起初并非為提供交換式而定制設(shè)計(jì)，而是為打印機(jī)、繪圖儀設(shè)計(jì)，其對(duì)筆和筆的路徑描述效率高及其讀寫方便性，使其成為打印繪圖行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)描述性語言。
       點(diǎn)膠機(jī)多數(shù)為兩軸控制系統(tǒng)，即X、Y軸運(yùn)動(dòng)，配合不同膠槍上下、開關(guān)動(dòng)著，完成點(diǎn)膠應(yīng)用需求；以往的點(diǎn)膠機(jī)系統(tǒng)，多數(shù)使用教導(dǎo)方式記錄運(yùn)動(dòng)軌跡（即點(diǎn)膠路徑），這種方式比較費(fèi)時(shí)，且精度不高。在這里我們來探討使用plt文件導(dǎo)入方式來實(shí)現(xiàn)對(duì)點(diǎn)膠機(jī)3D控制。
我們現(xiàn)做一下對(duì)比：
1、 繪圖 VS 點(diǎn)膠
2、 彩筆 VS 膠槍
3、 筆的路徑 VS 膠槍路徑
兩者有非常相似之處，我們只需將彩筆換成膠槍，繪圖就成了點(diǎn)膠了。如果我們將膠槍上下動(dòng)作歸為第三軸，那么就是對(duì)3D路徑的描述了。

一、HPGL語言對(duì)3D路徑描述
圖1為一個(gè)簡(jiǎn)單的圖形，使用CorelDRAW9軟件生成HPGL格式的plt文件，可以清楚看到對(duì)這個(gè)正方形的描述。

生成的PLT文件內(nèi)容：
IN;
SP1; //使用1＃筆
LT;
PU1600 3600; //抬筆移動(dòng)至(1600，3600）處下筆，除以40得到真實(shí)的坐標(biāo)（40mm，90mm）
PD4800 3600; //從上一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)下筆移動(dòng)至當(dāng)前坐標(biāo)
PD4800 6000;　　
PD1600 6000;
PD1600 3600;
SP0; //1＃筆提筆，還原。

HPGL中對(duì)不同顏色是通過筆號(hào)來區(qū)分，如下圖所示：

二、移植到點(diǎn)膠系統(tǒng)
移植到點(diǎn)膠系統(tǒng)，我們必須要做的工作有：
筆和槍的對(duì)應(yīng)
1、 將不同的膠槍對(duì)應(yīng)不同的筆號(hào)（膠顏色對(duì)應(yīng)筆顏色）；
2、 預(yù)先設(shè)置不同膠槍的點(diǎn)膠速度（滿足點(diǎn)膠均勻要求）；
3、 預(yù)選設(shè)置不同膠槍的上下高度（以滿足階梯性點(diǎn)膠系統(tǒng)）；
4、 根據(jù)PLT文件解釋膠槍的3D運(yùn)動(dòng)。
路徑的優(yōu)化算法
對(duì)于復(fù)雜的路徑，例如小曲線、多拐角等，系統(tǒng)要求做到勻速運(yùn)行，即按線經(jīng)矢量速度運(yùn)行，同時(shí)配合好膠槍的開關(guān)、上下、換槍等動(dòng)作，還要有實(shí)時(shí)顯示功能。在實(shí)際應(yīng)用中必須采用先優(yōu)化后加工的方式進(jìn)行，如加工文件復(fù)雜，還要邊加工邊優(yōu)化。下面我們來作曲線優(yōu)化算法分析，見下圖：

假定我們已經(jīng)把加工的文件都分成相等的線段,這時(shí)我們來討論如何從A到G點(diǎn)走得平穩(wěn)且好。
我們先設(shè)定每個(gè)角度的速度的最大值,當(dāng)加工時(shí),運(yùn)行到對(duì)應(yīng)角度的速度超過它的最大值時(shí)電機(jī)可能失步。
0－－-20 度時(shí)－－－－－－－－－－100mm/s
21－－-30 度時(shí)－－－－－－－－－－80mm/s
31－－-40 度時(shí)－－－－－－－－－－60mm/s
41－－-50 度時(shí)－－－－－－－－－－40mm/s
51－－-60 度時(shí)－－－－－－－－－－30mm/s
61－－-90 度時(shí)－－－－－－－－－－20mm/s
91－－360 度時(shí)－－－－－－－－－－10mm/s
假定加工時(shí)的起始速度為10mm/s,最大速度為100mm/s。依據(jù)上面的的設(shè)定和每點(diǎn)的角度,我們得出：
A 點(diǎn)為起始點(diǎn), 所以最大速度為10mm/s；
B 點(diǎn)的角度為40,所以最大速度為60mm/s；
C 點(diǎn)的角度為60,所以最大速度為30mm/s；
D 點(diǎn)的角度為30,所以最大速度為80mm/s；
E 點(diǎn)的角度為50,所以最大速度為40mm/s；
F 點(diǎn)的角度為90,所以最大速度為20mm/s；
G 點(diǎn)為終止點(diǎn),所以最大速度為10mm/s；
從上面的數(shù)據(jù)可看出加工時(shí)不能以最大的速度(100mm/s)運(yùn)行,因?yàn)橛行c(diǎn)的最大速度小于100mm/s,這樣會(huì)導(dǎo)致電機(jī)失步.如果用最小速度10mm/s 加工,則效率會(huì)很低.所以我們要優(yōu)化每點(diǎn)的速度, 既要以最快的速度加工,又要使每點(diǎn)的速度不超過它的最大速度.(即推算出每點(diǎn)實(shí)際上加工的速度)。我們?cè)O(shè)定每個(gè)點(diǎn)的速度增量為+/-10mm/s：
A 點(diǎn)為起始點(diǎn),所以A 點(diǎn)為起始速度10mm/s,
B 點(diǎn)的最大速度為60mm/s,但A 點(diǎn)到B 點(diǎn)的增量只有+/-10mm/s,所以B 點(diǎn)的速度為
20mm/s<=B 點(diǎn)的最大速度.
C 點(diǎn)的最大速度為30mm/s,所以C 點(diǎn)的速度為30mm/s<=C 點(diǎn)的最大速度.
D 點(diǎn)的最大速度為80mm/s,所以D 點(diǎn)的速度為40mm/s<=D 點(diǎn)的最大速度.
E 點(diǎn)的最大速度為40mm/s,如果E 點(diǎn)的速度再增,就會(huì)大于E 點(diǎn)的最大速度,所以E 點(diǎn)的速度
不能再增,只能為40mm/s<=E 點(diǎn)的最大速度.
F 點(diǎn)的最大速度為20mm/s,但E 點(diǎn)的速度已經(jīng)為40mm/s,即使通過減10mm/s 的方式,F 點(diǎn)的
速度也有30mm/s>F 點(diǎn)的最大速度,所以F 點(diǎn)的速度為30mm/s 時(shí)不能滿足小于最大值的要
求，需重新反向計(jì)算上面點(diǎn)的速度。
設(shè)F 點(diǎn)的速度為20mm/s,那么能推出：
E 點(diǎn)的速度為30mm/sD 點(diǎn)的速度為40mm/s<=D 點(diǎn)的最大速度；
后面的點(diǎn)C,B,A 的值跟先前推的一樣,所以不必再向前推了；
G 點(diǎn)為終止點(diǎn),由于F 點(diǎn)為20mm/s,到G 點(diǎn)時(shí)為10mm/s 滿足條件；
最后得出結(jié)論:
A=10mm/s
B=20mm/s
C=30mm/s
D=40mm/s
E=30mm/s
F=20mm/s
G=10mm/s

以上只是曲線小線段化的一個(gè)處理思路，實(shí)際應(yīng)用中，需要對(duì)整個(gè)路徑做到勻速運(yùn)行，其中還有很多細(xì)致的工作，我就不在此贅述了。

三、應(yīng)用實(shí)例
筆者采用主流的32位MCU ARM7和FPGA運(yùn)動(dòng)芯片構(gòu)成的4軸控制器（MC4140AX），實(shí)現(xiàn)了上述想法。下面是筆者開發(fā)的一個(gè)點(diǎn)膠機(jī)實(shí)例，供大家參考！
系統(tǒng)功能及要求：
1、 膠槍兩只，分別點(diǎn)膠兩個(gè)不同高度的平面；
2、 要求速度快速均勻；
3、 加工圖形采用文件（PLT）導(dǎo)入式，不作教導(dǎo)。
4、 加工工件模具可以沿X、Y任意偏移（但不作旋轉(zhuǎn)）；
5、 要求只對(duì)槍一次，無論3中偏移量是多少，系統(tǒng)可自行完成圖形整合。即PLT文件圖形和要加工的圖形（模具）重合。
其加工圖形如下：

從前面分析來看，不難完成。現(xiàn)在已被東莞精日公司采用，應(yīng)用在其點(diǎn)膠機(jī)系統(tǒng)上，效果良好。MC4140主要構(gòu)成及其功能見附錄1。
附錄1
功能簡(jiǎn)述
ADT-MC4140是一臺(tái)高性能的現(xiàn)場(chǎng)四軸步進(jìn)/伺服運(yùn)動(dòng)控制器。它內(nèi)含32路光耦輸入，4軸編碼器AB相脈沖輸入，16路光耦輸出，4路脈沖/方向信號(hào)輸出，RS232通訊模塊，U盤功能，可現(xiàn)場(chǎng)編程。采用單色圖形液晶顯示屏，128×64點(diǎn)陣。
功能特點(diǎn)
1. 采用SANSUNG系列的S3C44B0X 單片機(jī)（ARM7）主頻64MHz
2. 內(nèi)含2M Nor FLASH ROM（程序空間）
3. 內(nèi)含8M SDRAM
4. 內(nèi)含32M Nand FLASH ROM（數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，可模擬為U盤）
5. 支持USB1.1設(shè)備接口。
6. 4路步進(jìn)/伺服電機(jī)脈沖光耦隔離輸出，最高頻率2MHz。
7. 脈沖輸出可用單脈沖（脈沖+方向）或雙脈沖（脈沖+脈沖）方式
8. 任意2-4軸直線插補(bǔ)，直線加/減速
9. 32位計(jì)數(shù)（邏輯位置和實(shí)際位置）
10. 運(yùn)動(dòng)中可以實(shí)時(shí)讀出邏輯位置、實(shí)際位置、驅(qū)動(dòng)速度
11. 32路光耦隔離輸入（含4路AB相輸入）。
12. 4軸編碼器AB相脈沖光耦隔離輸入(可做8路開關(guān)量輸入用)。
13. 16路集電極開路光耦隔離輸出，1~8點(diǎn)共用一公共端，另8點(diǎn)各有獨(dú)立的公共端。
14. RS232（±15KV靜電保護(hù)）。
15. 開發(fā)工具采用UC/OS-II操作系統(tǒng)。

電氣規(guī)格
開關(guān)量輸入：
通道：32，全部光耦隔離。
輸入電壓：5-24V

脈沖輸出：
通道：4脈沖，4方向，全部光耦隔離。
最高脈沖頻率：2MHz
輸出類型：5V差動(dòng)輸出
輸出方式：脈沖+方向 或 脈沖+脈沖

開關(guān)量輸出：
輸出通道：16全部光耦隔離。其中8路輸出共一公共
端，另8輸出各自獨(dú)立。
輸出類型：NPN集電極開路5-24VDC，最大電流100mA