运动控制卡 轴 六轴运动控制卡

发布时间:2020-01-11

iMC2600P PCI六轴运动控制卡基于本公司第Ⅱ代iMC运动控制芯片设计,提供6轴伺服或步进电机控制,具有接口方便,扩展容易,稳定可靠,功能和性能卓越,使用简单等特点。

一、主要特点:

(1)6轴独立控制,每轴最大输出脉冲频率12.5Mhz;

(2)6轴线性同步(线性插补);

(3)先进的智能S曲线加减速规划,支持非对称加减速,任何时刻改变运动规划都能精准地平滑运动过程;

(4)支持双坐标系同时执行运动规划,可实现复杂的叠加运动;

(5)超高精度电子齿轮同步运动,从动轴、主动轴在任何状态都可以自由/同步接合(gearin)和脱离

(gearout);

(6)轮廓运动功能,先进的样条插补技术使轮廓运动更平滑,只要计算机可以处理的曲线,都可以由iMC2完成

联动输出;

(7)支持连续的平面或空间直线/圆弧插补(软件模块实现);

(8)创新的事件处理机制,与运动控制关联,可实现高速同步,事件指令处理时间<0.1uS;

(9)64位处理,控制指令更精准。

(10)32位的位置反馈,编码器最高输入频率12MHz(禁止数字滤波),或1.5MHz(使能数字滤波);

(11)位置误差补偿功能,保证定位准确,轻松实现全闭环控制;

(12)具有辅助编码器接口,共手轮等设备输入;

(13)七种搜寻原点方式;

(14)控制周期:0.16 mS;

(15)单芯片运动控制ASIC,工作更可靠;

(16)支持4~100字符加密,保护系统集成商的知识产权;

(17)支持远程升级;

(18)提供运动控制应用系统调试评估软件:iMCSOFT,助力用户二次开发;

(19)提供DLL动态链接函数库,可用于Window2000/XP/7平台二次开发;

(20) 提供VC++、VB、.Net、LabView开发的例子;

(21)详尽的文档及7X24小时技术支持,最大限度地助力用户二次开发。

二、信号接口:

(1)脉冲输出方式两种可选:正脉冲+负脉冲,脉冲+方向;

(2)驱动器使能输出;

(3)主、辅编码器输入:A相+B相+Z相;

(4)每轴6个多功能I/O可定义为:正限位开关、负限位开关、伺服到位(INP)、急停/外部设备报警1、外部

设备报警2、外部设备报警3,不使用这些功能时可将I/O定义为普通输入,或普通输出;配置为输入时,每个I/O

都具有锁存功能以及数字滤波功能;

(5)原点开关输入、位置捕捉输入每轴各一个,也可用于普通开关量输入;

(6)16个全局I/O,可独立配置为输入或输出。

(7)2个独立输出,可用于与其它设备同步,或作为普通输出。

三、操作环境:

(1)操作温度:0 ~ 60 ℃

(2)储存温度:-20 ~ 80 ℃

(3)湿度:5% ~ 90% 无凝结

四、主要指标

1、32位的位置范围(PULSE):

线性轴:-2,147,483,648 ~ 2,147,483,647,即[-2^31,2^31);

环形轴:0 ~ 2,147,483,647,即[0,2^31)。

2、位置误差:<= 1 PULSE

3、速度范围:-12500000 PULSE/S ~ 12500000 PULSE/S

例如,对于分辨率为10000 PULSE/转的电机,转速范围为:+- 75000 RPM(转/分)

4、指令速度分辨率(误差):<= 0.003%

例如,对于分辨率为10000 PULSE/转的电机,指令速度分辨率(误差)小于: 1.7 * 10^-6 RPM(转/分)

五、主要控制功能:

1. 支持线性轴和环形轴。

线性轴是指轴位置的范围从负最大到正最大,即-2^32~2^32-1,例如直角坐标工作台的轴。环形轴是指轴的

位置在一个指定的范围内循环,这在飞剪、传输带等应用场合非常有用。

2. 每个轴支持双坐标系下的规划运动:主坐标系统MCS和辅坐标系统PCS。

在主坐标系下的运动过程中,可同时执行辅坐标系下的点到点或连续速度运动,得到叠加的运动效果。

3. 连续(速度)运动。

(1)支持同时存在主、辅两个坐标系下的连续速度运动;

(2)先进的智能S速度曲线控制,加减速过程更平滑;

(3)速度斜升并到达目标速度的过程可以与其它变量同步,如与位移同步或与时间同步等;

4. 点到点运动

(1)支持双坐标系下同时执行点到点运动,实现复杂的叠加运动;

(2)双坐标系均支持以绝对位置和相对距离的方式给出运动目标;

(3)双坐标系均支持普通模式和跟踪模式。

(4)先进的智能S曲线加减速规划算法,支持非对称的加速和减速过程,允许在运动过程中的任意时刻改变目

标位置或移动速度。

(5)可以临时暂停运动过程。

5. 电子齿轮运动模式。

(1)传动比率为48位,实现超高精度的齿轮传动,误差小于一个最小位移单位。

(2)从动轴可以跟随主动轴的各种指令位置值,或编码器反馈值。

(3)支持自由的接合过程和同步的接合过程,接合时主动轴可以处于加速或匀速运动。

自由接合过程是指从动轴以加速度或减速度改变其速度,逐渐达到传动速度;

同步接合过程是指当指定的位移或时间(同步源)变化指定的值时,从动轴达到传动速度。

(4)可以在主动轴的任何状态改变传动比率。传动比率改变后,也可以自由地或同步地进行速度斜升过程,逐

渐达到新的传动速度。

(5)脱离啮合后的运行模式有两种:按原传动速度或指定速度运行(或减速停止)。

(6)支持自由的脱离啮合过程和同步的脱离啮合过程。

(7)可与事件指令结合,实现灵活、精准的同步运动。

(8)执行电子齿轮运动的同时可以叠加辅坐标系下的点到点运动。例如,执行机构跟随传输带作电子齿轮运动

,二者处于相对静止状态,此时执行机构可在电子齿轮运动上再叠加点到点运动,以对工件执行如打标、贴标签

等工艺动作。

6. 多轴线性同步运动。

即任意多个轴同时起动,同步到达目标位置,运动的过程是严格线性同步的。在运动过程中,可以改变线性

运动的速度。

7. 电子手轮运动模式。

响应速度快,运动平滑,所有轴都可以指定由同一个手轮控制。

8. 时间/位移非线性同步运动。

iMC2X00提供一些不同于电子齿轮的非线性同步运动,以满足某些应用需求:

“时间-位移”同步运动(T-P):历经指定的时间,移动到指定的位移(可以是相对位移,也可以是绝对位

置);

“位移-位移”同步运动(P-P):参考轴移动指定的位移时,指定轴移动到指定的位移(可以是相对位移,

也可以是绝对位置);

“时间-速度”(T-V):历经指定的时间,指定轴达到指定的目标速度(连续速度运动模式下);

“位移-速度”(P-V):参考轴移动指定的位移时,指定轴达到指定的目标速度(连续速度运动模式下)。

9. 轮廓运动。

轮廓运动是指多个轴联动,使执行机构沿轮廓曲线的轨迹移动,广泛应用于加工、纺织、雕刻、围字、仿形

等。

(1)具有专用于轮廓运动的缓冲器(CFIFO);

(2)运动点位数据由上位计算机计算产生,借助计算机的强大计算能力可以处理复杂的平面或空间曲线;

(3)iMC2内部具有高精度样条插补模块,能对于上位机送入的运动点位数据(或微小线段)进行拟合,使

轮廓运动的轨迹更平滑;

(4)参与轮廓运动的轴数不限。

10. 直线/圆弧插补。

iMC2X00的直线/圆弧插补功能由上位机软件模块计算而产生点位数据,通过轮廓运动模式实现。

(1)支持二维平面和三维空间的直线和圆弧;

(2)支持连续路径插补,每段直线/圆弧都可以指定运行速度和终点速度;

(3)直线或圆弧段缓存在队列中,在插补运动过程中可以追加直线或圆弧段(需要主机的多线程支持)。

11. 点动(JOG)。

点动实际上是连续速度运动模式的一种应用,若点动按钮是指主机应用程序上的软件按钮,可由主机编程实

现。也可以通过事件指令实现硬件按钮控制的点动运动模式。

12. 搜寻及设置机械原点。

(1)可以向指定的方向自动搜寻原点,支持三类机械硬件:A. 仅有原点开关;B. 原点开关+编码器索引信号

(Z相); C. 仅有编码器索引信号(Z相)。根据捕捉原点信号的方式不同共有七种方案供选择。

(2)自动搜寻过程可以设置高速和低速两个搜寻速度。

(3)可以设置原点位置的偏移值。

(4)可向任何一个方向出发搜寻原点,遇到限位自动返回。

(5可以设置搜寻到原点位置后,自动移动到指定的位置(homestpos)。

(6)可以指定检测原点开关的上升沿或下降沿。

(7)可以直接使用探针信号或主编码器的索引信号来设置原点,且可以是仅设置一次,或每次检测到信号都设

置原点。

(8)主机在任何时候(包括运动中)都可以通过指令直接设置当前点为原点。

(9)可以通过事件指令灵活实现用户自定义的设置原点方式。

13. 基于事件触发的同步运动

iMCⅡ芯片内部具有独创的事件处理机,可以编写事件指令,通过实时事件处理机制(Event-Driven Motion

,EDM)来实现高速高精同步运动。

14. 其它辅助功能

如暂停、位置断点、位置捕获、计时和输出指示信号等。

15. 运动平滑

先进的智能平滑算法,使速度的导数(加速度)连续,平滑加减速过程,平滑因子可设。

16. 位置误差补偿。

iMC2X00具有静止误差补偿功能,即在规划运动完成时进行误差补偿,保证误差始终处于一个可设定的“窗口

”范围内,既保证定位精度,又避免振动的产生,可轻易实现全闭环控制。补偿的速度可设置。

17. 错误与安全

iMC2X00提供多级错误检测及安全防护功能:

(1)加速度限制;

(2)速度限制;

(3)外部设备错误监测;

(4)硬件限位开关;

(5)软件位置限位;

(6)指令位置异常监测;

(7)严重位置误差(如电机受堵等);

(8)位置误差超限;

(9)急停。

18. 运动状态标识

运动状态标识用于标识规划运动是否完成或电机是否静止,主要有:主(辅)坐标系规划运动完成标识、是否

完成所有运动、电机是否静止、同步是否结束,是否正处于速度斜升过程等。

19. 动态跟随窗口

iMC2X00实时监测误差是否超出指定的“窗口”范围,可用于对系统的动态跟随性能是否恶化进行预警。

20. 位置反馈

每个轴都有正交编码器接口,可以连接旋转型编码器或线性光栅尺等正交编码传感器,用于位置反馈,实现

半闭环或全闭环控制。得益于静止误差补偿功能,步进电机系统也可以添加编码器位置传感器实现闭环控制。

21. 辅助编码器

仅有1个或每轴都有1个辅助编码器(iMC2X00根据型号不同),辅助编码器可用于连接电子手轮等正交编码器

设备。

22. 多功能轴I/O

每个轴具有8个多功能I/O,可配置为通用输入或输出,或专用功能输入:极限开关输入、急停开关输入、外

部设备报警输入、伺服到位信号。每个轴I/O均具有数字滤波。

23. 共有16个全局的通用I/O接口,可独立配置为输入或输出。

24. 原点开关接口

每个轴都有一个专用的原点开关信号输入以及位置捕捉输入。

25. 双指令FIFO设计。

六、其它提供的辅助应用开发资源

1、iMCSOFT:运动控制系统开发调试平台

iMCSOFT是本公司针对iMC系列运动控制卡开发的应用开发调试软件,用于辅助用户加快运动控制应用的开发

过程。注:iMCSOFT软件下的编程采用一种类似于BASIC的语言,语法简单、易用。

如:

for a=0 to 4 do ;循环执行5次

wr mcsdist 40400 1 ;轴1主坐标系移动40400的相对距离

wr mcsgo -1 1 ;主坐标系的点到点运动开始

wz moving 1 ;等待运动结束

next

2、动态链接函数库。

用户可调用函数库用C、C++、VC++、VB、.Net、LabView等高级语言编写Windows下的应用软件。在iMCSOFT下

使用的指令,绝大多数都能在动态链接函数库中找到对应的函数,且格式相似,因此,只要在iMCSOFT平台下编程

调试了的控制功能,都可以用高级语言调用相应的函数编程实现,从而可以快速地开发出用户的应用软件。

3、iMCSOFT的例子程序以及VC、VB、.Net、LabView下的二次开发例子程序,通过这些例子程序,用户可以快速地

了解控制卡的编程方法。

七、应用领域:

各种非标数控设备、工业机器人、自动仓库、绕线机、自动点胶设备、弹簧机、纺织设备、SMT机、PCB钻孔

机、数字围字机等,以及生产线上的小型自动化执行设备(机构)和检测设备等。

包装清单:

(1)iMC2600P PCI六轴运动控制卡

X 1块;

(2)iMCIF-2AP隔离接口卡(轴接口卡)

 X 3块;

(3)iMCIF-GIO隔离输出接口卡

X 1块;

(4)40线排线 X 3条,26线排线 X 1条;

(5)光盘。

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