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引言：
      HPGL 是HP公司為描述2D圖形信息所設計的圖形語言，起初并非為提供交換式而定制設計，而是為打印機、繪圖儀設計，其對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標準描述性語言。
       點膠機多數為兩軸控制系統，即X、Y軸運動，配合不同膠槍上下、開關動著，完成點膠應用需求；以往的點膠機系統，多數使用教導方式記錄運動軌跡（即點膠路徑），這種方式比較費時，且精度不高。在這里我們來探討使用plt文件導入方式來實現對點膠機3D控制。
我們現做一下對比：
1、 繪圖 VS 點膠
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，繪圖就成了點膠了。如果我們將膠槍上下動作歸為第三軸，那么就是對3D路徑的描述了。

一、HPGL語言對3D路徑描述
圖1為一個簡單的圖形，使用CorelDRAW9軟件生成HPGL格式的plt文件，可以清楚看到對這個正方形的描述。

生成的PLT文件內容：
IN;
SP1; //使用1＃筆
LT;
PU1600 3600; //抬筆移動至(1600，3600）處下筆，除以40得到真實的坐標（40mm，90mm）
PD4800 3600; //從上一個坐標點下筆移動至當前坐標
PD4800 6000;　　
PD1600 6000;
PD1600 3600;
SP0; //1＃筆提筆，還原。

HPGL中對不同顏色是通過筆號來區分，如下圖所示：

二、移植到點膠系統
移植到點膠系統，我們必須要做的工作有：
筆和槍的對應
1、 將不同的膠槍對應不同的筆號（膠顏色對應筆顏色）；
2、 預先設置不同膠槍的點膠速度（滿足點膠均勻要求）；
3、 預選設置不同膠槍的上下高度（以滿足階梯性點膠系統）；
4、 根據PLT文件解釋膠槍的3D運動。
路徑的優化算法
對于復雜的路徑，例如小曲線、多拐角等，系統要求做到勻速運行，即按線經矢量速度運行，同時配合好膠槍的開關、上下、換槍等動作，還要有實時顯示功能。在實際應用中必須采用先優化后加工的方式進行，如加工文件復雜，還要邊加工邊優化。下面我們來作曲線優化算法分析，見下圖：

假定我們已經把加工的文件都分成相等的線段,這時我們來討論如何從A到G點走得平穩且好。
我們先設定每個角度的速度的最大值,當加工時,運行到對應角度的速度超過它的最大值時電機可能失步。
0－－-20 度時－－－－－－－－－－100mm/s
21－－-30 度時－－－－－－－－－－80mm/s
31－－-40 度時－－－－－－－－－－60mm/s
41－－-50 度時－－－－－－－－－－40mm/s
51－－-60 度時－－－－－－－－－－30mm/s
61－－-90 度時－－－－－－－－－－20mm/s
91－－360 度時－－－－－－－－－－10mm/s
假定加工時的起始速度為10mm/s,最大速度為100mm/s。依據上面的的設定和每點的角度,我們得出：
A 點為起始點, 所以最大速度為10mm/s；
B 點的角度為40,所以最大速度為60mm/s；
C 點的角度為60,所以最大速度為30mm/s；
D 點的角度為30,所以最大速度為80mm/s；
E 點的角度為50,所以最大速度為40mm/s；
F 點的角度為90,所以最大速度為20mm/s；
G 點為終止點,所以最大速度為10mm/s；
從上面的數據可看出加工時不能以最大的速度(100mm/s)運行,因為有些點的最大速度小于100mm/s,這樣會導致電機失步.如果用最小速度10mm/s 加工,則效率會很低.所以我們要優化每點的速度, 既要以最快的速度加工,又要使每點的速度不超過它的最大速度.(即推算出每點實際上加工的速度)。我們設定每個點的速度增量為+/-10mm/s：
A 點為起始點,所以A 點為起始速度10mm/s,
B 點的最大速度為60mm/s,但A 點到B 點的增量只有+/-10mm/s,所以B 點的速度為
20mm/s<=B 點的最大速度.
C 點的最大速度為30mm/s,所以C 點的速度為30mm/s<=C 點的最大速度.
D 點的最大速度為80mm/s,所以D 點的速度為40mm/s<=D 點的最大速度.
E 點的最大速度為40mm/s,如果E 點的速度再增,就會大于E 點的最大速度,所以E 點的速度
不能再增,只能為40mm/s<=E 點的最大速度.
F 點的最大速度為20mm/s,但E 點的速度已經為40mm/s,即使通過減10mm/s 的方式,F 點的
速度也有30mm/s>F 點的最大速度,所以F 點的速度為30mm/s 時不能滿足小于最大值的要
求，需重新反向計算上面點的速度。
設F 點的速度為20mm/s,那么能推出：
E 點的速度為30mm/sD 點的速度為40mm/s<=D 點的最大速度；
后面的點C,B,A 的值跟先前推的一樣,所以不必再向前推了；
G 點為終止點,由于F 點為20mm/s,到G 點時為10mm/s 滿足條件；
最后得出結論:
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處理思路，實際應用中，需要對整個路徑做到勻速運行，其中還有很多細致的工作，我就不在此贅述了。

三、應用實例
筆者采用主流的32位MCU ARM7和FPGA運動芯片構成的4軸控制器（MC4140AX），實現了上述想法。下面是筆者開發的一個點膠機實例，供大家參考！
系統功能及要求：
1、 膠槍兩只，分別點膠兩個不同高度的平面；
2、 要求速度快速均勻；
3、 加工圖形采用文件（PLT）導入式，不作教導。
4、 加工工件模具可以沿X、Y任意偏移（但不作旋轉）；
5、 要求只對槍一次，無論3中偏移量是多少，系統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。現在已被東莞精日公司采用，應用在其點膠機系統上，效果良好。MC4140主要構成及其功能見附錄1。
附錄1
功能簡述
ADT-MC4140是一臺高性能的現場四軸步進/伺服運動控制器。它內含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/方向信號輸出，RS232通訊模塊，U盤功能，可現場編程。采用單色圖形液晶顯示屏，128×64點陣。
功能特點
1. 采用SANSUNG系列的S3C44B0X 單片機（ARM7）主頻64MHz
2. 內含2M Nor FLASH ROM（程序空間）
3. 內含8M SDRAM
4. 內含32M Nand FLASH ROM（數據存儲，可模擬為U盤）
5. 支持USB1.1設備接口。
6. 4路步進/伺服電機脈沖光耦隔離輸出，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，直線加/減速
9. 32位計數（邏輯位置和實際位置）
10. 運動中可以實時讀出邏輯位置、實際位置、驅動速度
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路開關量輸入用)。
13. 16路集電極開路光耦隔離輸出，1~8點共用一公共端，另8點各有獨立的公共端。
14. RS232（±15KV靜電保護）。
15. 開發工具采用UC/OS-II操作系統。

電氣規格
開關量輸入：
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差動輸出
輸出方式：脈沖+方向 或 脈沖+脈沖

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