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PMAC控制卡学习（硬件）
第一章PMAC简介
PMAC的含义和特点
1．PMAC的含义：
PMAC是program multiple axis controller 可编程的多轴运动控制卡。
的特点：
PMAC卡是美国Delta Tau公司九十年代推出的多功能运动控制器，能够提供运动轴控制，PLC控制和数据采集等多种功能。
PMAC的分类及区别
PMAC的分类
1. PMAC卡按控制电机的来分：有1型卡和2型卡。1型卡控制信号为±10V 模拟量，主要用速度方式控制伺服电。2型卡输出PWM数字量信号，可直接变为PULSE+DIR信号，来控制步进电机和位置控制方式的伺服电机。
2. PMAC卡按控制轴数来分：有2轴卡(MINI PMAC PCI)，4轴卡(PMAC PCI Lite，PMAC2 PCI Lite，PMAC2A-PC/104及Clipper)，8轴卡：（PMAC-PCI，PMAC2-PCI，PMAC2A-PC/104及Clipper），32轴卡：（TURBO PMAC和TURBO PMAC2）。
3. PMAC卡按通讯总线形式分：有ISA总线，PCI总线，PCI04总线，网口和VME总线。PMAC各种轴数的1型和2型卡，都有上述的计算机总线方式供选择。PMAC除上述形式外，还可以提供集成的系统级产品．有：UMAC，IMAC400，IMAC800 ，IMAC flexADVANTAGE400 ，ADVANTAGE900等。
PMAC 1型卡与2型卡的主要区别
PMAC 1 PMAC2 CPU时钟（缺省）20MHZ 40MHZ
控制信号形式DAC模拟量PWM数字量
双端口RAM选项只有8轴卡不在板在板
在板I/O点数16IN 16OUT 32IN/OUT +8IN 8 OUT
常用接线板ACC8D ACCP ACC8F ACC8S ACC8E 第二章Turbo PMAC Clipper控制器硬件配置Turbo PMAC Clipper控制器简介
Turbo PMAC Clipper控制器(Turbo PMAC2 Eth-Lite) 是一款具备全部Turbo PMAC 特征的，用于对成本极端敏感的应用的多轴运动控制器。这种功能强大的，但是又同时具备结构紧凑和超高性价比优点的多轴运动控制器，标准版本即带有Ethernet 以太网和 RS232 通讯接口以及内置 I/O。 Clipper 控制器不仅采用了一颗完整的Turbo PMAC2-CPU 而且提供了一个四轴伺服或步进控制加32个数字I/O 点的最小配置，控制轴数和I/O还可以扩展。
Turbo PMAC Clipper硬件配置
Turbo PMAC Clipper硬件标准配置为：
●电路板尺寸是110mm×220mm；
●80 MHz DSP56303 Turbo PMAC CPU（CPU时钟频率为80MHZ）；
●256k x 24用户SRAM(即静态随机存储器,是一种具有静止存取功能的，不需
要刷新电路即能保存它内部存储的数据。存储容量为256K,地址线有24条。)；
●1M x 8 flash mermory用于备份及固件存储；(闪存是一种非易失性，即断
电数据也不会丢失。内存为1M，8条I/O接口。)；
●RS-232串行接口；（上的之一，通常 RS-232 接口以9个(DB-9)的型态出现，
一般个人上会有两组 RS-232 接口，分别称为 COM1 和 COM2。）；
●100 Mbps以太网接口；（传输速率100Mbps=100/8=s）
●480 Mbps USB 接口；
●4通道轴接口电路，每个通道包含：
?在板模拟量±10V（12位）输出（输出的量为模拟量即为“模拟量输出”。
最常用的地方是电子技术领域，比如DA转换输出的即为模拟电流/（连
续变化的电流/电压），模拟整流电路输出的也是模拟量。）；
?在板脉冲加方向数字输出；
?3通道差分/单端编码器信号输入（差分信号：差分传输在两根线上都传输信号，这两个信号的相等，相反。差分信号传输的是两根信号之间的
电平差。单端信号是在一跟导线上传输的与地之间的电平差。）；
?5个标志信号输入（限位，回零，报警等），2个标志信号输出；
●UVW TTL-level霍尔传感器输入（霍尔效应是的一种，当垂直于外磁场通
过导体时，在导体的平行于和电流方向的两个端面之间会出现，这一现象就是霍尔效应。这个电势差也被称为霍尔电势差。霍尔是根据霍尔效应制作的一种磁场，用途有:检测磁场或磁特性,位移测量，力测量，角速度测量，线速度测量等。TTL（TTL-level）是一种采用规定表示的数据信号，TTL的电源工作电压是5V，所以TTL的电平是根据电源电压5V来定的,+5V等价于逻辑“1”，0V等价于逻辑“0”，这被称做TTL（晶体管-晶体管逻辑电平）信号系统，这是控制的设备内部各部分之间通信的标准技术。）。●50针IDC接头的放大器/编码器接口（IDC即Internet Data Center，即是基
于网络，为集中式收集、存储、处理和发送数据的设备提供运行维护的设施基地并提供相关的服务。IDC提供的主要业务包括域名注册查询主机托管(机位、机架、机房出租)、资源出租(如业务、服务)、系统维护(系统配置、数据备份、故障排除服务)、管理服务(如带宽管理、流量分析、负载均衡、入侵检测、系统漏洞诊断)，以及其他支撑、运行服务等。）
IDC接头
●34针IDC接头的标志位接口；
●4针Molex供电接口(5V, ±12V(±12V仅为模拟量输入或输出时使用), GND)；
Molex接头
●PID/陷波/前馈控制算法（PID控制算法是将偏差的比例（P）、积分（I）和
微分（D）通过线性组合构成，对被控对象进行控制。PID控制器（亦称PID 调节器）是应用最为广泛的一种自动控制器。陷波，是电力电子装置在正常工作情况下，交流输入电流从一相切换到另一相时产生的周期性电压扰动。
陷波器是利用压电效应制成的带阻滤波器,它的作用是阻止或滤掉信号中有害分量对电路的影响。前馈控制指通过观察情况、收集整理信息、掌握规律、预测趋势，正确预计未来可能出现的问题，提前采取措施，将可能发生的偏差消除在萌芽状态中，为避免在未来不同发展阶段可能出现的问题而事先采取的措施，是在企业生产经营活动开始之前进行的控制，是一种开环控制。）；
●32个通用TTL电平I/O点(方向可控):
?16位复用端口，支持Delta Tau的I/O附件（系统在复用端口上进行通讯，只对输入的信息进行字符匹配，不对网络数据进行任何拦截、复制类操
作，所以对网络数据的传输性能丝毫不受影响。）；
?16位Opto端口，支持Opto-22类型设备（OPTO22是PAC产品之一，由美国opto22公司生产制作，目前全球唯一提供终身保用承诺的工控产品。）。
●2路手轮端口，每路包含：
?正交编码器输入；
?脉冲（PFM或PWM）输出（开关电源的控制技术主要有三种：(1)脉冲宽度调制(PWM)；(2)脉冲频率调制(PFM)；(3)脉冲宽度频率调制(PWM-PFM)。
脉宽宽度调制式（PWM）开关型稳压电路是在控制电路输出频率不变的情况下，通过电压反馈调整其占空比，从而达到稳定输出电压的目的。PFM：（Pulsefrequencymodulation)脉冲频率调制是一种脉冲调制技术，调制信号的频率随输入信号幅值而变化，其占空比不变。由于调制信号通常为频率变化的方波信号，因此，PFM也叫做方波FM）。
Turbo PMAC Clipper控制器可选附件
轴接口板
●ACC-1P- 4 通道轴扩展接口板，反馈和I/O扩展接口板；
●ACC-8ES- 4 通道模拟量输出接口板；
●ACC-8FS- 4 通道数字PWM输出接口板。
（接口板主要用途：1.通过并口线与电脑并口连接，输出部分电机驱动器连接，即可用电脑直接控制电机的运动，支持MACH、KCAM等软件2. 有功率输出接口，且每个功率输出都可以分别用不同的电压控制，最高控制电压100V。其中主轴并口为PWM调速控制，可在MACH3软件中实现调速控制，继电器控制并口可接MACH3软件中控制开关；2.有限位和急停接口，简单的连接两根线就可以实现限位和急停功能，并且限位和急停接口都有光耦与并口隔离。）
反馈接口板
●ACC-1P- 4 通道轴扩展接口板，反馈和I/O扩展接口板；
●ACC-51S- x4096高分辨率正弦编码器细分板；
●ACC-8TS- ACC-28B附件的高分辨率模拟量输入扩展接口板。
数字I/O接口板
●ACC-1P- 4 通道轴扩展接口板，反馈和I/O扩展接口板；
第三章Turbo PMAC Clipper设备连接
一般的，用户使用带端接模块的扁平电缆与Clipper进行连接，建议使用下列接线端子：
●34针IDC接头（Phoenix产品编号2281063）Delta Tau产品编号
100-FLKM34-000
●50针IDC接头（Phoenix产品编号2281089）Delta Tau产品编号
100-FLKM50-000
板卡安装
Clipper一般作为独立板卡控制器使用，在电路板的四个角和板的边缘均有安装孔。 ACC-1P或其他附件卡在Clipper电路板的叠放次序与使用无太大关系。
控制卡供电
数字电源供电
C lipper电路板与其他附件卡正常工作状态下均需要1A@5V直流供电，然而Clipper电路板的浪涌电流可能达到3A，所以建议使用6A@5V供电电源。+5V及参考地应接到TB1端子，使用18AWG标准线缆。
DAC（数字/模拟转换）输出电路供电
@ +12 到 +15V
@ -12 到 -15V （8通道配置）
DAC的±12V电源以及参考地可以由TB1端子引入，也可以从JMACH1接头引入。
标志位供电
Clipper每个通道均有5个专用的数字输入点，这些点可以在设备接口上找到，分别名为：PLIMn, MLIMn (正、负行程限位), HOMEn (回零标志), FAULTn (放大器故障), 以及USERn（用户输入）。这些点对应的输入电路可以使用5 ～24V电源供电，电源及参考地同样可以引自TB1端子或JMACH1接头。
限位及回零开关
当这些输入点用作其原有的限位及回零功能时，会提供安全的精确硬件触发。PLIMn和MLIMn 是基于方向的限位控制，输入导通时才会允许电机运行。如果未接入限位开关，要想使电机运行，必须通过设置Ix24变量以禁用限位功能。
限位类型
PMAC限位须使用常闭且连接到低电平的连接方式，以免无故处于限位状态。这样的设置会提供一个故障安全条件，通常会使用一个被动的常闭开关。如果需使用接近开关，则应使用5到24V对地常闭的NPN sinking型开关。
回零开关
与必须是常闭且连接到低电平的限位开关不同，回零开关可以使用常开或常闭开关，极性设定通过设置I7mn2进行选择。
电机信号连接
增量式编码器连接
每一个JMACH1接头均会提供2路+5V输出和2个参考地，用于对编码器或其他设备供电。+5V输出位于第1、2两针，参考地位于第3、4两针。编码器信号针脚按编码器的顺序分组，例如：1号信号组（CHA1+，CHA1-，CHB1+，CHC1+等等）隶属于1号编码器。编码器号码通常与电机号码匹配，但这并非必须将编码器的A、B （正交）信号连接到对应的接头，对于编码器1，CHA1+位于第5针， CHB1+位于第9针。如果编码器的信号为单端信号，只需将额外的引脚悬空即可—不可接地。但是如果使用单端信号编码器，需要检查电阻设置，对于差分编码器，将对应负信号接到端子上—CHA1-接到第7脚，CHB1-接到第11脚，第三个通道（索引脉冲）为可选，对于编码器1，CHC1+应接到第 13脚，CHC1-接到第15脚。
连接示例：差分正交编码器接入1号编码器通道：
DAC 输出信号
如果PMAC不负责电机换相，则仅需要输出一路模拟量指令来控制电机。该路模拟量可以是单端或差分信号，这取决于所用的驱动器。如果1通道使用单端指令，需将DAC1+（第29脚）接到驱动器的指令输入端口，将电机的指令信号返回线接到PMAC的GND（第48脚），在这样的设置中，DAC1-保持悬空，不要接地。
如果1通道使用差分指令，须将DAC1+（第29脚）接到驱动器指令输入的正端，将DAC1-（第31 脚）接到指令输入的负端，PMAC的GND仍然接到驱动器的公共端。模拟量输出在不使用其原有伺服功能时，均可作为通用模拟量输出使用，只需使M 变量指向输出寄存器，并向对应的M变量中写入数值，PMAC即会输出对应的模拟量。模拟量输出只能驱动一个高输入阻抗且无显着电流损耗（最高10mA）的电路，因为虽然220 输出电阻会使电流损耗小于50mA，以避免对输出电路造成损害，但超过10mA的电流损耗仍会导致信号失真。例如：
脉冲&方向（步进）驱动
Clipper或Acc-1P电路板可输出脉冲&方向信号，可以控制步进驱动器或混合式驱动器，脉冲信号为TTL电平。
放大器使能信号(AENAn/DIRn)
大多数驱动器具有使能/禁用信号输入接口，允许控制器在需要时完全禁止驱动器输出，PMAC 的AENA引脚便对应此功能。AENA1位于第33脚，信号为OC门输出，可使用外部上拉电阻。
放大器错误信号(FAULT-)
PMAC可以接收驱动器的错误报警信号以便知晓驱动器工作是否正常，是否需要切断输入及使能。报警信号极性可以通过Ixx24变量进行设置。FAULT-位于第35脚，默认设置下，该信号在错误状态下将会下拉以报错，这样的设置下，如果没有连接错误信号，PMAC会认为电机未处于报警状态。
可选模拟量输入
可选的模拟量输入可以通过在基板上增加Option12或在Acc-1P上增加Option2来实现，每个选项可提供两路12位模拟量输入（范围-10V~+10V）和1路12位滤波PWM模拟量输出。
位置比较输出
位置比较（EQU）输出可在编码器到达预定位置时产生一个信号沿，这在搜索和测量应用时非常有效，具体使用方法在PMAC2用户手册中有详细介绍。
串行接口(JRS232)
如果要使用串行通讯，需要将当前Clipper的J2串行通讯口与PC的COM口使用线缆连接。Delta Tau提供了Acc-3L线缆可以连接PMAC和DB-9接口的串口。在特定的应用中，可能需要标准的DB-9 转DB-25或DB-25转DB-9转接器。
设备连接示例
1.设备连接示例：使用±10V 模拟量放大器
2.设备连接示例：使用脉冲&方向驱动器
接口及指示灯定义
●J2 -串行接口(JRS232)
该接口可以使PMAC与上位机通过RS-232端口进行通讯，Delta Tau提供了Acc-3L电缆将PMAC接口转为DB-9端子。
针母头扁平电缆接口T&B Ansley P/N 609-1041。
2.标准10线扁平电缆T&B Ansley P/N 171-10。
●J3 -设备接口(JMACH1)
JMACH1为主要的设备接口，在PMAC上标志为J3。JMACH1包含了四个通道的设备I/O：模拟量输出、增量式编码器输入、放大器错误及使能信号以及供电接口。
针母头扁平电缆接口T&B Ansley P/N 609-5041
2.标准50线扁平电缆T&B Ansley P/N 171-50
端子型号FLKM 50 (公头) P/N 22 81 08 9
●J4 -设备接口(JMACH2)
该设备接口在PMAC上的标识为JMACH2或J4。包含4个通道的设备I/O：限位输入标志、回零标志、脉冲加方向输出信号，另外B_WDO输出允许显示看门狗的状态。
针母头扁平电缆连接T&B Ansley P/N 609-3441
2.标准34线扁平电缆T&B Ansley P/N 171-34
端子型号FLKM 34 (male pins) P/N 22 81 06 3
●J7 -设备接口(JMACH3)
该设备接口在PMAC上的标号为JMACH3或J7，包含了4个通道用于霍尔器件换相的U,V,W标志。
针母头扁平电缆连接Delta Tau P/N 014-R00F14-0K0, T&B Ansley P/N 609-1441
2.标准14线扁平电缆171-14 T&B Ansley
端子型号FLKM14 (male pins) P/N 22 81 02 1
●J8 -多功能复用端口(JTHW)
位于JTHW接口的复用端口含有8个输入线及8个输出线，输出线可用于扩展大量的输入和输出点， Delta Tau提供了附件板卡及软件设置（特殊的M变量定义）以实现此特性。可通过级联接法扩展多达 32块复用I/O板。
针母头扁平电缆连接T&B Ansley P/N 609-2641
2.标准26线扁平电缆T&B Ansley P/N
端子型号FLKM 26 (公头) P/N 22 81 05 0
●J9 -通用数字输入输出端口(JOPT)
Acc-1P的JOPT端口提供了8个通用数字输入和8个通用数字输出。每个输入和输出有其对应的参考地，34针接头支持OPTO-22或等效的光隔I/O模块。
针母头扁平电缆连接T&B Ansley P/N 609-3441
2.标准34线扁平电缆T&B Ansley P/N 171-34
端子型号FLKM 34 (male pins) P/N 22 81 06 3
●J10 -手轮及脉冲&方向接口(JHW/PD)
该端口在PMAC上的标号为JHW/PD或J10，提供了来自DSPGate2的2路正交编码器输入及脉冲输出（PFM或PWM）对。
针母头扁平电缆连接T&B Ansley P/N 609-2641
2.标准26线扁平电缆T&B Ansley P/N
端子型号FLKM 26 (公头) P/N 22 81 05 0
●J13 -USB 通讯接口
该端口提供了USB通讯接口，详情参考设备连接章节。
●J14 -以太网通讯接口
该端口提供了以太网接口，详情参考设备连接章节。
●TB1 -供电接口(JPWR)
该端口为供电接口
●LED 指示灯
D3：双色LED，当LED为绿色时表示电源供应正常，当LED为红色时，表示触发了看门狗定时器。
跳线定义
注：跳线是用于上两需求点的金属设备，用于。对于电路板设计中提及到的跳线，指短距离的连接线，类似于。在PCB设计时，无法通过PCB布线使得需要连通的两点通过PCB铜箔连接，或PCB铜箔连接无法达到电气参数要求，或PCB已生产出来后上的缺陷需要弥补而采用含有绝缘层的导线。
●E0：强制复位控制—在正常使用中应去掉E0，跳上E0会使PMAC处于强制复位状态，该操作仅用于恢复出厂设置时使用，E0跳上时PMAC处于不可操作状态。
●E1和E2：串口选择（仅适用于102或更低版本）—这些跳线会为串行接口选择CPU，可选主PMAC CPU或是以太网CPU（更改IP地址）。E1和E2必须使用相同的设置。
?1-2 选择主CPU
?2-3 选择以太网CPU
●E3：硬件复位控制—如果E3处移除状态（默认），PMAC会执行正常复位，将最近保存在flash 存储中的数据加载到随机存储器中，如果E3处于跳上状态，PMAC会在复位时执行初始化，将出厂设置加载到随机存储器中。
●E4：禁用看门狗定时器—在正常使用中，E4必须处于断开状态，以保证看门狗定时器执行，这是一个重要的安全特性。可以在需要时短接E4来禁用看门狗，以针对性的解决问题。
●E5：仅用于厂家设置：
?102或更高版本—在正常使用时必须移除E5。
?101或更低版本—在正常使用时应将E5的1，2针跳上。
●E6：ADC使能—跳上E6可以使能Option12的模数转换电路，去掉跳线会禁用此功能，这在同时有带电流反馈的数字驱动器和Option12时是必要的。
●E8：USB/以太网写保护—跳上E8才可以更改IP地址。
●E10-E12：上电状态—E10必须为OFF，E11、E12必须为ON，这样上电或复位时CPU才会从FLSAH 中读取固件。在正常操作中这样的设置是必须的（其他设置仅供厂家使用）。
●E13：固件加载—如果在上电/复位时E13是跳上的，Clipper会以引导模式启动，将固件加载到 Flash存储芯片中。当PMAC上位机程序以此模式建立与板的通讯，他会自动检测到Clipper处于引导模式并让用户选择作为新固件下载的文件。E13在正常上电和复位时必须是关闭的。
●E14-E17：端口方向控制—这些跳线可选择JTHW和JOPT端口的I/O点方向。可以使用这些跳线将这些点都设为输入，或输出，也可以设为一半输入，一半输出。具体见下图：
注：如果将E14移除，或将E15跳上，那么在JTHW的复用功能将不再可用。Turbo PMAC Clipper端口布置及控制结构图
Turbo PMAC Clipper各端口3D布置图
Turbo PMAC Clipper各端口平面布置图
3PSS/S样机控制系统结构图
附件
1.接口各针脚定义
2. 电路板尺寸及孔位置
图示为REV-10 3与R EV -I0 4
目录 PMAC控制卡学习（硬件） (2) 第一章PMAC简介 (2) 1.1 PMAC的含义和特点 (2) 1.2 PMAC的分类及区别 (2) 1.2.1 PMAC的分类 (2) 1.2.2 PMAC 1型卡与2型卡的主要区别 (2) 第二章Turbo PMAC Clipper控制器硬件配置 (3) 2.1 Turbo PMAC Clipper控制器简介 (3) 2.2 Turbo PMAC Clipper硬件配置 (3) 2.2.1 Turbo PMAC Clipper硬件标准配置为： (3) 2.2.2 Turbo PMAC Clipper控制器可选附件 (6) 2.2.2.1 轴接口板 (6) 2.2.2.2 反馈接口板 (6) 2.2.2.3 数字I/O接口板 (7) 第三章Turbo PMAC Clipper设备连接 (7) 3.1 板卡安装 (7) 3.2 控制卡供电 (7) 3.2.1 数字电源供电 (7) 3.2.2 DAC（数字/模拟转换）输出电路供电 (7) 3.2.3 标志位供电 (8) 3.3 限位及回零开关 (8) 3.3.1 限位类型 (8) 3.3.2 回零开关 (8) 3.4电机信号连接 (8) 3.4.1增量式编码器连接 (8) 3.4.2 DAC 输出信号 (9) 3.4.3 脉冲&方向（步进）驱动 (10) 3.4.4 放大器使能信号(AENAn/DIRn) (10) 3.4.5 放大器错误信号(FAULT-) (10) 3.4.6 可选模拟量输入 (11) 3.4.7 位置比较输出 (11) 3.4.8 串行接口(JRS232) (11) 3.5 设备连接示例 (11) 3.6 接口及指示灯定义 (13) 3.7 跳线定义 (15) 3.8 Turbo PMAC Clipper端口布置及控制结构图 (19) 附件 (21) 1.接口各针脚定义 (21) 2. 电路板尺寸及孔位置 (30)
运动控制卡开发四步曲 1使用黑金开发板实现脉冲控制的运动控制卡 运动控制器第一步：实现简单脉冲控制系统 方式、 占空比 可编程 脉冲输 出 1.1使用Quartus II软件建立SOPC工程，按照上图建立添加所需CPU及外设。 1.2使用Nios II建立UC-OS-II工程。 1.3在UC-OS-II中建立一个任务，用于收发以太网数据，跟上位机通讯。 1.4在Quartus II中加入编码器解析模块，将来自编码器的AB信号转化成位置和速度，并支持总线读写，最高编码器脉冲频率20M。 1.5在Quartus II中加入脉冲输出模块，实现CPU发出的脉冲速度和脉冲数，最高输出脉冲频率8M。 1.6在Nios II中规划速度曲线，周期200us输出一个脉冲速度。 1.7连接驱动器和电机进行调试。 1.8加入缓冲控制。 1.9加入高速捕获功能。 1.10加入回零功能。
2使用DSP开发板+黑金开发板实现脉冲控制的运动控制卡 运动控制器第二步：DSP+FPGA脉冲控制系统 方式、 占空比 可编程 脉冲输 出 电压保护 2.1在第一步的系统中，增加与DSP通信的模块。 2.2Nios II中接收到上位运动指令之后，发出中断信号给DSP，DSP读取运动数据。 2.3DSP读取位置信号，规划出速度曲线输出到FPGA输出脉冲。 3. 连接驱动器和电机进行调试。 3使用DSP开发板+黑金开发板实现速度控制的运动控制卡
运动控制器第三步：DSP+FPGA 速度控制系统 8路模 拟量输出 3.1在第二步的基础上，在DSP 中增加位置环调节算法，输出速度曲线到FPGA ，FPGA 控制DA 输出模拟量。 3.2连接驱动器和电机进行调试。 4实现速度控+脉冲制的运动控制卡 电压保护 运动控制器第四步：DSP+FPGA 速度控制运动控制器 8路模 拟量输出 16方式、占空比可编程脉冲输出 线驱动器
高速粘片机晶工作台的电机选型计算与运动控制 徐品烈 (中国电子科技集团第四十五研究所，北京东燕郊101601) 1 引言 目前，国内半导体生产线上的粘片机多使用从美国，德国，日本进口的设备。为降低成本，加快国内半导体设备的发展，提高生产效率，我所开发研制的高速粘片机，其粘片速度达到5只／s，UPH可达18 000片／h，它的关键指标和性能已达到国际先进水平。 高速粘片机主要用于LED芯片的粘接，能满足国内大多数LED生产线的需求，适用范围广，通用性强，除适合各种高品质、高亮度LED(红色、绿色、黄色、蓝色、白色等)生产外，还可用于部分半导体分离器件、二极管、三极管、PCB及小型DIP、SOP等产品的生产。 2 晶片工作台机构 高速粘片机主要工作过程包括：由上料机构将PCB框架放置于传输轨道中，由传输机构将PCB框架传输到点胶工位，点胶机构在所有PCB的焊盘上点胶后，由传输机构把PCB框架传输到粘片工位；晶片粘接在蓝膜上，而粘接晶片的蓝膜由绷环固定在晶片工作台上，CCD检测出芯片位置，通过晶片工作台的移动，使芯片自动对准于拾取位置，再由芯片拾取机构将芯片拾取后放置于点胶后的PCB焊盘上进行粘接。晶片工作台再根据CCD检测出的数据，使下一个相邻的芯片自动对准于拾取位置，等待拾取机构的拾取；重复这个过程，直到PCB 框架的所有焊盘上都粘有芯片后，由传输机构把PCB框架传输到收料工位，由收料机构将粘接完成的产品传送出去。 在高速粘片机中，晶片工作台机构根据CCD相机测量的数据，完成自动对准功能，要求在对准的过程中，实现精确的定位和快速的运动。晶片台由x、y工作台及晶圆承载台组成，采用双层直线导轨工作台和滚珠丝杠副，其主要技术参数： x向总行程：220 mm y向总行程：220 mm x向单步行程：10 mm y向单步行程：10 mm x、y向定位精度：±5 μm x、y向单步运行时间：50 ms 根据功能和技术参数，我们采用了双层直线导轨工作台和滚珠丝杠副，如图1。
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PMAC控制卡学习（硬件） 第一章PMAC简介 PMAC的含义和特点 1．PMAC的含义： PMAC是program multiple axis controller 可编程的多轴运动控制卡。 的特点： PMAC卡是美国Delta Tau公司九十年代推出的多功能运动控制器，能够提供运动轴控制，PLC控制和数据采集等多种功能。 PMAC的分类及区别 PMAC的分类 1. PMAC卡按控制电机的来分：有1型卡和2型卡。1型卡控制信号为±10V 模拟量，主要用速度方式控制伺服电。2型卡输出PWM数字量信号，可直接变为PULSE+DIR信号，来控制步进电机和位置控制方式的伺服电机。 2. PMAC卡按控制轴数来分：有2轴卡(MINI PMAC PCI)，4轴卡(PMAC PCI Lite，PMAC2 PCI Lite，PMAC2A-PC/104及Clipper)，8轴卡：（PMAC-PCI，PMAC2-PCI，PMAC2A-PC/104及Clipper），32轴卡：（TURBO PMAC和TURBO PMAC2）。 3. PMAC卡按通讯总线形式分：有ISA总线，PCI总线，PCI04总线，网口和VME总线。PMAC各种轴数的1型和2型卡，都有上述的计算机总线方式供选择。PMAC除上述形式外，还可以提供集成的系统级产品．有：UMAC，IMAC400，IMAC800 ，IMAC flexADVANTAGE400 ，ADVANTAGE900等。 PMAC 1型卡与2型卡的主要区别 PMAC 1 PMAC2 CPU时钟（缺省）20MHZ 40MHZ
控制信号形式DAC模拟量PWM数字量 双端口RAM选项只有8轴卡不在板在板 在板I/O点数16IN 16OUT 32IN/OUT +8IN 8 OUT 常用接线板ACC8D ACCP ACC8F ACC8S ACC8E 第二章Turbo PMAC Clipper控制器硬件配置Turbo PMAC Clipper控制器简介 Turbo PMAC Clipper控制器(Turbo PMAC2 Eth-Lite) 是一款具备全部Turbo PMAC 特征的，用于对成本极端敏感的应用的多轴运动控制器。这种功能强大的，但是又同时具备结构紧凑和超高性价比优点的多轴运动控制器，标准版本即带有Ethernet 以太网和 RS232 通讯接口以及内置 I/O。 Clipper 控制器不仅采用了一颗完整的Turbo PMAC2-CPU 而且提供了一个四轴伺服或步进控制加32个数字I/O 点的最小配置，控制轴数和I/O还可以扩展。 Turbo PMAC Clipper硬件配置 Turbo PMAC Clipper硬件标准配置为： ●电路板尺寸是110mm×220mm； ●80 MHz DSP56303 Turbo PMAC CPU（CPU时钟频率为80MHZ）； ●256k x 24用户SRAM(即静态随机存储器,是一种具有静止存取功能的，不需 要刷新电路即能保存它内部存储的数据。存储容量为256K,地址线有24条。)； ●1M x 8 flash mermory用于备份及固件存储；(闪存是一种非易失性，即断 电数据也不会丢失。内存为1M，8条I/O接口。)； ●RS-232串行接口；（上的之一，通常 RS-232 接口以9个(DB-9)的型态出现， 一般个人上会有两组 RS-232 接口，分别称为 COM1 和 COM2。）； ●100 Mbps以太网接口；（传输速率100Mbps=100/8=s） ●480 Mbps USB 接口；
运动控制卡概述 ? ?主要特点 ?SMC6400B独立工作型高级4轴运动控制器 功能介绍: 高性能的独立工作型运动控制器以32位RISC为核心，控制4轴步进电机、伺服电机完成各种功能强大的单轴、多轴运动，可脱离PC机独立工作。 ●G代码编程 采用ISO国标标准G代码编程，易学易用。既可以在文本显示器、触摸屏上直接编写G代码，也可以在PC机上编程，然后通过USB通讯口或U盘下载至控制器。 ●示教编程 可以通过文本显示器、触摸屏进行轨迹示教，编写简单的轨迹控制程序，不需要学习任何编程语言。 ●USB通讯口和U盘接口 支持USB1.1全速通讯接口及U盘接口。可以通过USB接口从PC机下载用户程序、设置系统参数，也可用U盘拷贝程序。
●程序存储功能 程序存储器容量达32M，G代码程序最长可达5000行。 ●直线、圆弧插补及连续插补功能 具有任意2-4轴高速直线插补功能、任意2轴圆弧插补功能、连续插补功能。应用场合: 电子产品自动化加工、装配、测试 半导体、LCD自动加工、检测 激光切割、雕铣、打标设备 机器视觉及测量自动化 生物医学取样和处理设备 工业机器人 专用数控机床 特点: ■不需要PC机就可以独立工作 ■不需要学习VB、VC语言就可以编程 ■32位CPU, 60MHz, Rev1.0 ■脉冲输出速度最大达8MHz ■脉冲输出可选择: 脉冲/方向, 双脉冲 ■2-4轴直线插补 ■2轴圆弧插补 ■多轴连续插补 ■2种回零方式 ■梯型和S型速度曲线可编程
■多轴同步启动/停止 ■每轴提供限位、回零信号 ■每轴提供标准伺服电机控制信号 ■通用16位数字输入信号，有光电隔离 ■通用24位数字输出信号 ■提供文本显示器、触摸屏接口 技术规格: 运动控制参数 运动控制I/O 接口信号 通用数字 I/O 通用数字输入口 通用数字输出口 28路，光电隔离 28路，光电隔离，集电极开路输出 通讯接口协议
目录 PMAC控制卡学习（硬件） (3) 第一章 PMAC简介 (3) 1.1 PMAC的含义和特点 (3) 1.2 PMAC的分类及区别 (4) 1.2.1 PMAC的分类 (4) 1.2.2 PMAC 1型卡与2型卡的主要区别 (4) 第二章Turbo PMAC Clipper控制器硬件配置 (5) 2.1 Turbo PMAC Clipper控制器简介 (5) 2.2 Turbo PMAC Clipper硬件配置 (5) 2.2.1 Turbo PMAC Clipper硬件标准配置为： (5) 2.2.2 Turbo PMAC Clipper控制器可选附件 (8) 2.2.2.1 轴接口板 (8) 2.2.2.2 反馈接口板 (9) 2.2.2.3 数字I/O接口板 (9)
第三章 Turbo PMAC Clipper设备连接 (9) 3.1 板卡安装 (9) 3.2 控制卡供电 (10) 3.2.1 数字电源供电 (10) 3.2.2 DAC（数字/模拟转换）输出电路供电 (10) 3.2.3 标志位供电 (10) 3.3 限位及回零开关 (10) 3.3.1 限位类型 (11) 3.3.2 回零开关 (11) 3.4电机信号连接 (11) 3.4.1增量式编码器连接 (11) 3.4.2 DAC 输出信号 (12) 3.4.3 脉冲&方向（步进）驱动 (12) 3.4.4 放大器使能信号(AENAn/DIRn) (13) 3.4.5 放大器错误信号(FAULT-) (13)
3.4.6 可选模拟量输入 (13) 3.4.7 位置比较输出 (14) 3.4.8 串行接口(JRS232) (14) 3.5 设备连接示例 (14) 3.6 接口及指示灯定义 (16) 3.7 跳线定义 (19) 3.8 Turbo PMAC Clipper端口布置及控制结构图 (23) 附件 (26) 1.接口各针脚定义 (26) 2. 电路板尺寸及孔位置 (35) PMAC控制卡学习（硬件） 第一章 PMAC简介 1.1 PMAC的含义和特点 1．PMAC的含义：
２０１６年１月第４４卷第２期机床与液压ＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳＪａｎ ２０１６Ｖｏｌ ４４Ｎｏ ２ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ ｉｓｓｎ １００１－３８８１ ２０１６ ０２ ０４８ 收稿日期：２０１４－１１－０３ 作者简介：张从鹏（１９７５ ），男，博士，副教授，研究方向为数字化制造技术与装备三Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｏａｒｉｎｇｒｏｃ＠ｎｃｕｔ ｅｄｕ ｃｎ三基于ＤＳＣ和ＦＰＧＡ的运动控制卡设计 张从鹏，刘同，赵康康 （北方工业大学机电工程学院，北京１００１４４） 摘要：针对四轴运动控制卡进行研究，设计了一种基于数字信号控制器ＤＳＣ和ＦＰＧＡ双核架构的四轴数字量和模拟量运动控制卡；开发了数字脉冲输出模块二模拟量模块二标志位模块二编码器接收模块及接口电路等硬件；基于开发的硬件系统，实现了运动控制粗精两级插补算法，粗插补采用数据采样算法，精插补采用数字积分法，完成了控制卡软硬件调试三实验结果表明：控制卡实现了步进电机和伺服电机的多轴精确位置控制，性能稳定，可以满足多数工业场合应用三 关键词：四轴运动控制卡；ＤＳＣ；ＦＰＧＡ；插补算法 中图分类号：ＴＰ２３一一文献标志码：Ｂ一一文章编号：１００１－３８８１（２０１６）２－１５６－３ ＤｅｓｉｇｎｏｆＭｏｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＢａｓｅｄｏｎＤＳＣａｎｄＦＰＧＡ ＺＨＡＮＧＣｏｎｇｐｅｎｇ，ＬＩＵＴｏｎｇ，ＺＨＡＯＫａｎｇｋａｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１４４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｆｏｕｒ?ａｘｉｓｄｉｇｉｔａｌａｎｄａｎａｌｏｇｍｏｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｂａｓｅｄｏｎｄｉｇｉｔａｌｓｉｇｎａｌｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ（ＤＳＣ）ａｎｄＦＰＧＡｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ，ｉｎ?ｃｌｕｄｉｎｇｄｉｇｉｔａｌｐｕｌｓｅｏｕｔｐｕｔｍｏｄｕｌｅ，ａｎａｌｏｇｍｏｄｕｌｅ，ｆｌａｇｍｏｄｕｌｅ，ｅｎｃｏｄｅｒｒｅｃｅｉｖｅｒｍｏｄｕｌｅａｎｄｉｎｔｅｒｆａｃｅｃｉｒｃｕｉｔ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｄｅｖｅｌ?ｏｐｅｄｈａｒｄｗａｒｅ，ｃｏａｒｓｅａｎｄｆｉｎｅｔｗｏｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｗａｓｒｅａｌｉｚｅｄ．Ｓａｍｐｌｅ?ｄａｔａｗａｓｃｈｏｓｅｎａｓｃｏａｒｓｅｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ，ｄｉｇｉｔａｌｄｉｆｆｅｒ?ｅｎｔｉａｌａｎａｌｙｚｅｒｗａｓｃｈｏｓｅｎａｓｆｉｎｅｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｃａｒｄｈａｒｄｗａｒｅａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅｄｅｂｕｇｇｉｎｇｗｅｒｅａｌｓｏｃｏｍｐｌｅｔｅｄ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎ?ｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ：ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｃａｒｄｉｓｕｓｅｄｔｏｒｅａｌｉｚｅｍｕｌｔｉ?ａｘｉｓｐｒｅｃｉｓｅｐｏｓｉｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｔｏｓｔｅｐｐｅｒ／ｓｅｒｖｏｍｏｔｏｒ，ｉｔｃａｎｍｅｅｔｍｏｓｔｉｎ?ｄｕｓｔｒｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｆｏｕｒ?ａｘｉｓｍｏｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；Ｄｉｇｉｔａｌｓｉｇｎａｌｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ（ＤＳＣ）；Ｆｉｅｌｄｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅｇａｔｅａｒｒａｙ（ＦＰＧＡ）；Ｉｎｔｅｒｐｏｌａ?ｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ一一运动控制卡作为运动控制系统中的核心数据处理部件，是高性能运动控制的重要部件，对其性能的要 求也越来越高三目前工业上应用的运动控制卡多采用ＤＳＰ或ｘ８６芯片作为主处理器，依靠其强大的数据处理能力实现系统管理和数据插补，造价高昂，运动控 制的实时性得不到保障［１］三随着微电子技术的发展，以ＳＴＭ３２Ｆ４为代表的新一代处理器数字信号控制器（ＤＳＣ）应运而生三ＤＳＣ是一种集微控制器（ＭＣＵ）和数字信号处理器（ＤＳＰ）专长于一身的新型处理 器，既集成了ＤＳＰ处理器的实时硬件算法，又具有ＭＣＵ接口丰富的优点，系统功耗低，十分适合电机控制二电源转换和传感器处理等领域［２－３］三作者面向工业应用，基于ＤＳＣ＋ＦＰＧＡ硬件架构，采用ＤＳＣ处理器ＳＴＭ３２Ｆ４０７ＺＧＴ６和ＦＰＧＡ芯片ＥＰ４ＣＥ１０Ｆ１７Ｃ８Ｎ 设计新型运动控制卡，粗精两级插补实现运动控制， 具有一定的现实意义三 １一运动控制卡结构 运动控制卡采用ＤＳＣ＋ＦＰＧＡ双核心结构，利用 了ＤＳＣ的控制器接口资源丰富和ＦＰＧＡ硬件可编程 及并行处理特点三ＤＳＣ负责接口二通信二数控粗插补二系统管理等功能，其上连接ＲＳ２３２接口二以太网接口二ＵＳＢ接口二ＦＬＡＳＨ二ＥＥＰＲＯＭ等存储芯片等三ＦＰＧＡ负责数控精插补模块二运动控制接口模块，其中包括：脉冲接口，编码器接口，Ｉ／Ｏ接口，标志位及手轮接口等５个接口功能三运动控制卡硬件结构如图１所示 三 图１一运动控制卡的基本结构
P M A C卡简介
1.PMAC卡-简介和预备知识 PMAC卡是功能非常强大的运动控制卡，但是网上PMAC的教程很少，仅有的几个教程还是官网培训教程，罗列概念和记流水账，最不喜欢这样的教程。自己学习PMAC卡的时候走了许多弯路，刚好找完工作就写一下PMAC的相关教程，看完整个系列的教程，相信对于PMAC的使用是没有问题的，主要分为以下几个模块： 1.简介和预备知识 2.PMAC硬件 3.PMAC下位机编程 4.PMAC上位机编程 PMAC简介 PMAC基本上算是自动控制行业中功能最强大的运动控制卡了，虽然价格不菲，但是使用及其方便，功能也极其强大，怎么强大自己去搜啦，这是官网链接。PMAC是一系列控制卡的简称，常用的有PMAC1、PMAC2、Turbo PMAC1、 Turbo PMAC2、UMAC、Clipper等，基本功能和使用方法是一样的，这里我使用的是Turbo PMAC1控制卡。 在国内PMAC有多家代理，笔者固定联系的是苏州均信，维修的话有北京泰道公司，北京泰道公司的官方QQ群号为190220668 ，在群里面可以提问，有各路大神和官方人员解答疑问，群共享里面也有许多资料供学习。 运动控制基础 “工欲善其事，必先利其器”，在本文中还是先说一下运动控制相关理论，这里只是一些基本概念，深入了解还是要自行查看相关资料。 定义：在复杂条件下将预定的控制方案、规划指令转变成期望的机械运动，实现机械运动精确的位置控制、速度控制、加速度(转矩)的控制。 最简单的运动控制系统 我们考虑一个最简单的控制卡-驱动器-电机反馈运动控制系统 控制器：根据要求的参考输入信号（如位移、速度、力等），产生相应的控制信号，这里对应PMAC控制卡。 执行机构：根据运动控制器发出的控制信号，产生操作量，作用在被控对象上，带动被控对象产生相应的运动。运动控制中执行机构通常由电机及其驱动器组成的，其中驱动器提供电机功率，使得电机做旋转或直线运动。 被控对象：将被操纵的机器设备称为被控对象。这里对应常用旋转电机运动模组或直线电机模组。
运动控制卡应用编程技巧 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！ 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 关于源代码的阅读，需要读者有一定的C++编程基础，至少对以下表示形式不会产生误解：const char *pString; //指定pString邦定的数据不能被修改 char * const pString; //指定pString的地址不能被修改 const char * const pString; //含上面两种指定功能 当然，随便提醒一下，这些源代码若需要加入你的软件工程当中，还需要作一些调整和修改，因此，这些源代码实质上称为伪代码也可以，之所以展现它们，是让程序员们有个可视化的快感，特别是那些认为源代码就是一切的程序员。 同时，为了提高针对性，大部分控制卡调用的函数会明确指出是邦定哪些卡的，实际应用时，程序员可自行选择，以体现一下自己的智商是可以写写软件的。 一、控制卡类的单一实例实现 把控制卡类作一个类来处理，几乎所有C++程序员都为举双手表示赞同，故第一个什么都没有的伪代码就此产生，如下表现： class CCtrlCard { public:
…Function public: …attrib } 于是，用这个CctrlCard可以产生n多个控制卡实例，只要内存足够。然而，针对现实世界，情况并不那么美好。通常情况下，PC机内只插同种类型的控制卡1到2张，在通过调用d1000_board_init或d3000_board_init函数时，它们会负责返回有效卡数nCards，然后从0-nCards*4 - 1自行按排好轴数。初始化函数就是C++的new或malloc的操作，取得系统的资源，但是控制卡的资源与内存不一样，取得资源后必需要释放才可以再次获取，即控制卡资源是唯一的。 既然控制卡资源是唯一的，那么最好Cctrlcard产生的实例也是唯一的，这样，我们可以方便的需要定义一个全局变量即可: CctrlCard g_Dmcard; 在其它需要调用的地方，进行外部呼叫： extern CctrlCard g_DmcCard; 以上方法实在太简单了，很多人都会开心起来。实质上，方法还有很多，即然可以产生n 多对实例，我们的核心是只要保证调用board_init函数一次即可，故也可以单独定义一个InitBoard函数： class CctrlCard {
基金颁发部门：国家自然科学基金委；项目名称：宽谱XCT 的投影数据模拟以及投影数据校正方法的研究；编号：60551003；基金申请人：牟轩沁，邓振生； 备注：本论文是基金项目中仪器设备研究科目："控制X线机双能量曝光的控制设备"的控制方法研究之一。 基于运动控制卡的控制系统的设计与实现 Design and implementation of motion control system based on motion control card 柳叶青1，*邓振生1，陈真诚1，牟轩沁2 LIU Ye-qing1, DENG Zhen-sheng, CHEN Zhen-cheng, MOU Xuan-qin2 （1.中南大学信息物理工程学院生物医学工程研究所，湖南 长沙 410083； 2.西安交通大学电子与信息工程学院图像处理与模式识别研究所，陕西 西安 710049） （1.Institute of Biomedical Engineering, School of Info-Physic and Geomatic Engineering, Central South University, Changsha, Hunan, 410083, China; 2. Institute of Image Processing and Pattern Recognition, The School of Electronic and Information Engineering, Xi'an Jiaotong University, Xi'an, Shanxi, 710049, China）摘 要：本文介绍了一个基于多轴运动控制卡的运动控制系统。该系统以工控计算机、通用操作系统、PCI-8134多轴运动控制卡及其功能库函数为平台，采用VC++开发的人机界面，实现了三轴（X，Y，Z轴）独立运动、各个轴的连续直线运动以及梯形加减速运动等功能。 关键词：PCI-8134运动控制卡；运动控制；VC++ Abstract: In this article, a motion control system based on control card of multi-axis movement was introduced. It is grounded on the industrial computer, the common operation system; a multi-axis motion control card, PCI-8134, and its movement function library, the interface in VC++ Language can be programmed in order to implement the control. The motion control functions include the movement of three axes separately; continuous linear movement and T-curve acceleration/deceleration movement of each axes, etc. Key words: motion control card PCI-8134, motion control, VC++ 0 引言 运动控制技术的发展是推动新的产业革命的关键技术。传统的数字运动控制装置一般直接采用微机或单片机来实现位置控制，外围电路复杂，计算速度慢。近年来，对运动控制系统的速度和精度的要求愈来愈高，使得传统的运动控制系统难以取得满意的控制效果，因此急需一种运算速度快、可以满足高精度运动控制的。随着技术的成熟稳定，目前市场上出现了种类繁多的运动控制卡。 本研究利用基于PCI总线的PCI-8134多轴运动控制卡及其功能库函数、工控计算机，设计了可控制多轴的步进电机、按照编程预定的运动轨迹及运动参数作定位运动的控制系统。本系统具有通用性，可方便地移植到各种运动控制系统的开发中去，例如机器人、雕刻机及专用数控机床的开发等。 1 基于运动控制卡的运动控制系统实现原理 运动控制卡通常采用专业运动控制芯片或高速DSP作为运动控制核心，大多用于控制步进电机或伺服电机。运动控制卡与PC机构成主从式控制结构：PC 机负责人机交互界面的管理和控制系统的实时监控等方面的工作，例如键盘和鼠标的管理、系统状态的显示、运动轨迹规划、控制指令的发送、外部信号的监控等等；控制卡完成运动控制的所有细节，包括脉冲和方向信号的输出、自动升降速的处理、原点和限位等信号的检测等。 运动控制卡通过板卡接口输出PC机运算结果的运动控制脉冲数和运动方向控制等信号，经过伺服驱动功率放大器放大后，驱动步进电机或交流数字伺服电机转动，再通过滚珠丝杠传动机械，驱动两轴或三轴精密十字工作台运动。对于运动目标位置控制通常有两种模式：一种模式是采用步进电机驱动的开环控制系统模式，另一种是采用交流数字伺服电机驱动闭 * 本文通讯作者：邓振生
2. VC 编程示例 2.1 准备工作 (1) 新建一个项目,保存为“ VCExample.dsw ”； (2) 根据前面讲述的方法,将静态库“ 8840.lib ”加载到项目中； 2.2 运动控制模块 (1) 在项目中添加一个新类,头文件保存为“ CtrlCard.h ”,源文件保存为“ CtrlCard.cpp ”； (2) 在运动控制模块中首先自定义运动控制卡初始化函数,对需要封装到初始化函数中的库函数进行初始化； (3) 继续自定义相关的运动控制函数, 如：速度设定函数,单轴运动函数,差补运动函数等； (4) 头文件“ CtrlCard.h ”代码如下： # ifndef __ADT8840__CARD__ # define __ADT8840__CARD__ 运动控制模块 为了简单、方便、快捷地开发出通用性好、可扩展性强、维护方便的应用系统,我们在控制卡函数库的 基础上将所有库函数进行了分类封装。下面的示例使用一块运动控制卡 ****************************************************** #define MAXAXIS 4 //最大轴数 class CCtrlCard { public: int Setup_HardStop(int value, int logic); int Setup_Stop1Mode(int axis, int value, int logic); (设置stop1 信号方式) int Setup_Stop0Mode(int axis, int value, int logic); (设置stop0 信号方式) int Setup_LimitMode(int axis, int value1, int value2, int logic); (设置限位信号方式) int Setup_PulseMode(int axis, int value); (设置脉冲输出方式) int Setup_Pos(int axis, long pos, int mode); (设置位置计数器) int Write_Output(int number, int value); (输出单点函数) int Read_Input(int number, int &value); (读入点) int Get_CurrentInf(int axis, long &LogPos, long &ActPos, long &Speed); (获取运动信息) int Get_Status(int axis, int &value, int mode); (获取轴的驱动状态) int StopRun(int axis, int mode); (停止轴驱动) int Interp_Move4(long value1, long value2, long value3, long value4); (四轴差补函数) int Interp_Move3(int axis1, int axis2, int axis3, long value1, long value2, long value3); (三轴差补函数) int Interp_Move2(int axis1, int axis2, long value1, long value2); (双轴差补函数) int Axis_Pmove(int axis ,long value); (单轴驱动函数) int Axis_Cmove(int axis ,long value); (单轴连续驱动函数) int Setup_Speed(int axis ,long startv ,long speed ,long add ); (设置速度模块) int Init_Board(int dec_num); (函数初始化) (设置速度模块) CCtrlCard(); (定义了一个同名的无参数的构造函数) int Result; // 返回值 }; #endif
基于VC++的运动控制卡软件系统设计 在自动控制领域，基于PC和运动控制卡的伺服系统正演绎着一场工业自动化的革命。目前，常用的多轴控制系统主要分为3大块：基于PLC的多轴定位控制系统，基于PC_based的多轴控制系统和基于总线的多轴控制系统。由于PC 机在各种工业现场的广泛运动，先进控制理论和DSP技术实现手段的并行发展，各种工业设备的研制和改造中急需一个运动控制模块的硬件平台，以及为了满足新型数控系统的标准化、柔性化、开放性等要求，使得基于PC和运动控制卡的伺服系统备受青睐。本文主要是利用VC++6.0提供的MFC应用程序开发平台探索研究平面2-DOF四分之过驱动并联机构的运动控制系统的软件开发。 平面2-DOF四分之过驱动并联机构的控制系统组成 并联机构的本体如图1，该机构由4个分支链组成，每条支链的一段与驱动电动机相连，而另一端相交于同一点。该并联机构的操作末端有2个自由度（即X 方向和Y方向的平动），驱动输入数目为4，从而组成过驱动并联机构。 控制系统的硬件主要有4部分组成：PC机，四轴运动控制卡，伺服驱动器和直流电动机。系统选用的是普通PC机，固高公司的GT-400-SV-PCI运动控制卡，瑞士Maxon公司的四象限直流伺服驱动器及直流永磁电动机。伺服驱动器型号为4-Q-DCADS50/5，与驱动器适配直流电动机型号为Maxon RE-35。运动控制系统的
构成如图2所示。上位控制单元由PC机和运动控制卡一起组成，板卡插在PC机主板上的PCI插槽内。PC机主要负责信息流和数据流的管理，以及从运动控制卡读取位置数据，并经过计算后将控制指令发给运动控制卡。驱动器控制模式采用编码器速度控制，驱动器接受到运动控制卡发出的模拟电压，通过内部的PWM电路控制直流电动机RE-35的运转，并接受直流电动机RE-35上的编码器反馈信号调整对电动机的控制，如此构成一个半闭环的直流伺服控制系统。 1.1 GT-400-SV控制卡介绍 固高公司生产的GT系列运动控制卡GT-400-SV-PCI可以同步控制4个轴，实现多轴协调运动。其核心由ADSP2181数字信号处理器和FPGA组成，能实现高性能的控制计算。控制卡同时提供了C语言函数库和Windows下的动态链接库，可实现复杂的控制功能。主要功能如下： （1） PCI总线，即插即用； （2）可编程伺服采样周期，4轴最小插补周期为200us，单轴点位运动最小控制周期为25us； （3） 4路16位分辨率模拟电压输出信号或脉冲输出信号模拟量输出范围：-10V-+10V，每路课独立控制，互不影响；
伺服-运动控制卡的工作原理及其应用 作者：深圳众为兴数控 运动控制卡通常是采用专业的运动控制芯片或高速DSP 来满足一系列运动控制需求的控制单元，其可通过PCI 、PC104等总线接口安装到PC 和工业PC 上，可与步进和伺服驱动器连接，驱动步进和伺服电机完成各种运动(单轴运动、多轴联动、多轴插补等)，接收各种输入信号(限位原点信号，sensor)，可输出控制继电器、电磁阀、气缸等元件。用户可使用VC 、VB 等开发工具，调用运动控制卡函数库，快速开发出软件。 以一个通用的XYZ 三轴通用控制平台开发为例，此平台加上胶枪、刀具等模块后可用于点胶、切割等用途，运动控制卡采用深圳众为兴数控开发的ADT8940A1，ADT8940A1运动控制卡是一款经济实用型运动控制卡，4轴伺服/步进电机控制，最大脉冲输出频率为2MHz ，每轴均有位置反馈输入；可实现2-4轴直线插补，可实现XYZ 三轴插补，进行整体配合动作；带有40路隔离数字输入，16路隔离数字输出，可控制胶枪、刀具等模块；具有外部信号驱动、硬件缓存等功能，能满足绝大部分的4轴以下工作平台的运动控制需求。
ADT8940A1能驱动绝大多数的伺服驱动器。ADT8940A1运动控制卡采用脉冲的方式驱动伺服，脉冲数量决定伺服电机的转动圈数，脉冲频率决定伺服电机的转动速度，同时ADT8940A1卡能够将伺服电机的位置实时反馈给控制系统软件。可将伺服报警、伺服到位等信号接入ADT8940A1卡，实时反馈伺服状态。用输出可实现伺服的伺服使能和伺服报警清除等功能。我们XYZ轴采用丝杠传动方式的话，XY假如选用5mm间距的丝杠，将伺服的每转脉冲设置为10000,ADT8940A1控制卡控制精度为1个脉冲，机械的精度将可以达到 5mm/10000=0.0005mm；ADT8940A1控制卡的速度可达2000000脉冲/秒，伺服电机的转速可以高达12000转/分钟，XY轴的速度可达1000mm/s。为了使机械运行更平稳，运用ADT8940A1的硬件加减速功能，能在很短时间内从低速加速到高速，同时也在运动中改变速度，实现速度灵活控制，设置也很简单，只需用运动控制函数库中的 set_startv设置低速，set_speed设置高速，set_acc设置加速度即可
运动控制卡 开放式运动控制器PMAC 1.PMAC简介 PMAC（programmable multi－axes controller）是美国Delta Tau公司九十年代推出的开放式多轴运动控制器，它提供运动控制、离散控制、内务处理、同主机的交互等数控的基本功能。PMAC内部使用了一片Motorola DSP 56003数字信号处理芯片，它 的速度、分辨率、带宽等指标远优于一般的控 制器。伺服控制包括PID加Notch和速度、加 速度前馈控制，其伺服周期单轴可达60μs，二 轴联动为110μs。产品的种类可从二轴联动到 三十二轴联动。甚至连接MACRO现场总线的高 速环网，直接进行生产线的联动控制。与同类 产品相比，PMAC的特性给系统集成者和最终用 户提供了更大的柔性。它允许同一控制软件在三种不同总线（PC－XT和AT，VME，STD）上运行，由此提供了多平台的支持特性。并且每轴可以分别配置成不同的伺服类型和多种反馈类型。 2.PMAC的分类 PMAC卡按控制电机的控制信号来分，有1型卡和2型卡，1型卡输出±10V模拟量。主要用速度方式控制伺服电机.2型卡输出PWM数字量信号,可直接变为PULSE+DIR信号．来控制步进电机和位置控制方式的伺服电机。PMAC卡按控制轴数来分,有 2轴卡： MINI PMAC PCI 4轴卡：PMAC PCI Lite，PMAC2 PCI Lite， PMAC2A-PC/104及Clipper 8轴卡：PMAC-PCI，PMAC2-PCI和 PMAC2A-PC/104及Clipper 32轴卡：TURBO PMAC和TURBO PMAC2 PMAC卡按通讯总线形式分，有：ISA总线，PCI 总线，PCI04总线，网口和VME总线。 目前,PMAC各种轴数的1型和2型卡，都有上述的计算机总线方式供选择。PMAC除上述板卡形式外。还可以提供集成的系统级产品．有：UMAC ADVANTAGE400 、ADVANTAGE900等，具体分类可以参考北京泰诺德公司网站。
OpenHW12项目申请 基于ZYNQ SoC的多轴运动控制系统 安富利特别题目 基于Zynq平台的伺服控制或运动控制系统 项目成员: 华中科技大学 二〇一二年十一月
目录 1项目概述 (1) 1.1工业应用 (1) 1.2系统方案 (3) 2工作原理介绍 (6) 3项目系统框架图 (8) 3.1ZYNQ硬件系统框架图 (8) 3.2软件系统框架图 (9) 3.3多轴控制器实现 (10) 4项目设计预计效果 (11) 5附录一：项目技术基础 (13) 5.1软硬件协同设计架构 (13) 5.2软件设计 (14) 5.3总结 (16) 6附录二：ZYNQ基础 (16)
1项目概述 1.1工业应用 运动控制系统广泛应用于工业自动化领域，包括机器人手臂、装配生产线、起重设备、数控加工机床等等。并且随着高性能永磁材料的发展、电力电子技术的发展以及大规模集成电路和计算机技术的发展使得永磁同步电机（PMSM，Permanent Magnet Synchronous Motor）控制系统的设计开发难度降低、成本降低，同时PMSM在运动控制系统中作为执行器件的应用也越来越广泛。大量运动控制器的设计与实现都是基于通用嵌入式处理器。在此基础上，很多学者和研究人员对运动控制系统进行了大量的研究。 多轴控制的发展是为了满足工业机器人、工业传动等应用需求。其主要包括两大方面，多轴串联控制和多轴同步控制。当系统负载较大、传动精度要求很高、运行环境比较复杂的情况下，经常使用多轴串联的方式来解决，如图1.1所示。 （1）双电机齿条传动（2）NASA 70-m天线设备 图1.1 多轴串联控制系统应用
机械设计制造及其自动化专业实验 ——机电控制实验 运动控制卡应用实验 实验指导书 重庆理工大学 机械工程学院 实践教学及技能培训中心 2014年1月
学生实验守则 1．学生应按照实验教学计划和约定的时间，准时上实验课，不得迟到早退。 2．实验前认真阅读实验指导书，明确实验目的、步骤、原理，预习有关的理论知识，并接受实验教师的提问和检查。 3．进入实验室必须遵守实验室的规章制度。不得高声喧哗和打闹，不准抽烟、随地吐痰和乱丢杂物。 4．做实验时必须严格遵守仪器设备的操作规程，爱护仪器设备，服从实验教师和技术人员指导。未经许可不得动用与本实验无关的仪器设备及其它物品。 5．实验中要细心观察，认真记录各种试验数据。不准敷衍，不准抄袭别组数据，不得擅自离开操作岗位。 6．实验时必须注意安全，防止人身和设备事故的发生。若出现事故，应立即切断电源，及时向指导教师报告，并保护现场，不得自行处理。 7．实验完毕，应主动清理实验现场。经指导教师检查仪器设备、工具、材料和实验记录后方可离开。 8．实验后要认真完成实验报告，包括分析结果、处理数据、绘制曲线及图表。在规定时间内交指导教师批改。 9．在实验过程中，由于不慎造成仪器设备、器皿、工具损坏者，应写出损坏情况报告，并接受检查，由领导根据情况进行处理。 10．凡违反操作规程，擅自动用与本实验无关的仪器设备、私自拆卸仪器而造成事故和损失的，肇事者必须写出书面检查，视情节轻重和认识程度，按学院有关规定予以赔偿。 重庆理工大学
说明 1.同学可以登录学校的“实验选课系统”（从学校首页登陆：https://www.doczj.com/doc/316320232.html,或从数字 校园登录），自己进行实验项目的选择。希望同学们能在每个实验项目开放的时间内尽早进行实验预约（预约时间必须比实验上课时间提前3天），因为学生数量比较多，如果某实验项目开放的时间内同学未能进行实验预约，则错过该实验项目的实验机会，补做就要在该实验项目下一次开放时进行。 2.如有什么问题，同学可以拨打电话62563127联系张君老师。