iMC2800 PCI八轴运动控制卡
iMC2800P运动控制卡是基于第Ⅱ代iMC运动控制ASIC设计的PCI接口8轴运动控制卡。
(一)主要指标
(1) 控制周期:0.25 mS;
(2) 8轴独立或同步控制;
(3)脉冲输出最高频率:10Mhz;
(4) 编码器最高输入频率10MHz(禁止数字滤波时),或1.5MHz(使能数字滤波时);
(5) 32位的指令和反馈位置范围(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);
(6) 位置误差:≤ 1 PULSE;
(7)速度范围(受限于隔离器件):-10000000 PULSE/S ~ 10000000 PULSE/S
例如,对于分辨率为10000 PULSE/转的电机,转速范围为:+- 60000 RPM(转/分);
(8)指令速度分辨率(误差):小于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);
(9)48位精度电子齿轮传动比;
(10)内部48位的计算处理;
(11)事件指令处理时间< 0.1uS;
(12)高度集成的单芯片核心控制,高可靠性;
(13)所有输入输出信号均经过隔离,高速信号:rms 2.5KV,I/O:rms 4KV,高抗干扰能力;
(14)所有输入输出均直接以EIA/TIA-422差分对或高电平(24V)进出控制卡,减少信号在传输过程中受到干扰;
(15)用户可自设密码对系统进行加密,保护知识产权利益。
(二)主要硬件特性
(1)脉冲+方向或正向脉冲+负向脉冲输出模式可选,差分/单端(集电极开路)输出可选;
(2)每轴均有正交编码器接口,用于位置反馈;
(3)一个辅助编码器接口,可用于电子手轮等外设输入;
(4)每轴7个,共56个开关量输入,可以使能为原点开关、正负极限开关、伺服报警等输入,也可以作为普通输入使用;
(5)1个全局停止开关输入;
(6)24个开关量输出。其中8个可以设置开关的通断逻辑,另16个的通断逻辑固定不可设置。最大容许电流为500mA,内部预接反向续流二极管,可直接驱动小电流的继电器、电磁阀等。
此外每轴还有3个输出,其中1个专用于驱动器使能。另2个可以用于伺服驱动器的复位、指令脉冲禁止等输出开关,或用于普通输出开关,最大容许电流为50mA,连接大功率外设时需加驱动。
(三)主要控制功能
1. 每个轴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。
iMC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。
iMC2800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(回零)。
(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。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)可向任何一个方向出发搜寻原点,遇到限位自动返回。
(4)可以设置搜寻到原点位置后,自动移动到指定的位置(homestpos)。
(5)可以设置原点位置的偏移值(homepos)。
(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,通过一种实时事件处理机制(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。
iMC2800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
iMC2800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(如伺服报警等);
(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
iMC2800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。
(四)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
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2、动态链接函数库。
用户可调用函数库用C、C++、VC++、VB、.Net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下的例子程序,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。
(五)操作环境
操作温度:0 ~ 60 ℃
储存温度:-20 ~ 80 ℃
湿度:5% ~ 90% 无凝结.
(六)联系我们:
电话:020-39337878
网址:http://www.gzyanwei.com/
(1)iMC2800P PCI八轴运动控制卡 X 1块;
(2)SCSI68 接线卡 X 3块 ;
(3)1.5~1.8米 SCSI68P 公-公连接线缆 X 3条;
(4)SCSI68压线公-压线母&挡板 连接排线 X 2条
(5)光盘。
说明: 该卡为八轴,所有信号由3个SCSI-68 的插座(AP1、AP2、IOP)引出,其中AP1直接固定安装在PCI挡板上,AP2和IOP可直接通过SCSI68P连接线缆与接线板连接,也可通过 “SCSI68压线公-压线母&挡板” 引出,挡板可固定在机箱上,再通过SCSI68P公-公的连接线缆与接线板连接,非常灵魂可靠。如下图所示: