iMC2X00 USB/PCI 运动控制卡
  
   iMC2X00 系列运动控制卡基于广州研为第Ⅱ代iMC运动控制芯片设计，提供4~8轴运动控制，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。iMC2X00具有两种接口型号：USB或PCI。
   iMC2是广州市研为电子科技有限公司研发的第Ⅱ代运动控制芯片，比第Ⅰ代iMC功能更强，性能更卓越。

一、主要特点：:
(1)4~8轴控制（根据型号），每轴最大输出脉冲频率12.5Mhz；
(2)2~8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gm ）:
(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)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；
(17)提供DLL动态链接函数库，可用于Window2000/XP/7平台二次开发；
(18)详尽的文档及技术支持，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，也可用于普通输入（锁存方式）；
(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。
(5)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。
(6)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（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
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6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（如伺服报警）、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
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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。

四、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。

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