运动控制卡、总线型运动控制器应用于伺服系统、运动控制系统

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2024年2月6日发(作者：)

运动控制卡、总线型运动控制器应用于伺服系统、运动控制系统

一、运动控制卡、运动控制器应用于伺服系统和运动控制系统

1.1运动控制系统、运动控制、运动控制器、运动控制卡简述

运动控制系统是由硬件电路和控制软件组成的复杂系统，几乎涵扩了电子、计算机、微电子、传感器、机电一体化和自动控制等全部工科领域。

运动控制主要涉及步进电机、伺服电机的控制，控制结构模式一般是：控制装置+驱动器+（步进或伺服）电机。控制装置可以是PLC系统，也可以是运动控制器、运动控制卡。

运动控制器、运动控制卡是把常用的和特殊的运动控制功能固化在其中（如插补指令），用户只需组态、调用这些功能块或指令，这样减轻了编程难度，性能、成本等方面也有优势。运动控制器、运动控制卡是种特殊的PLC，专职用于运动控制。

1.2 运动控制卡、总线型运动控制器应用于伺服系统、运动控制系统

运动控制卡、运动控制器用以生成轨迹点和闭合位置的反馈环。运动控制器也可以在内部闭合一个速度环。 驱动器或放大器用来将运动控制器的控制信号（通常是速度或扭矩信号）转换为更高功率的电流或电压信号。更为先进的智能化驱动可以自身闭合位置环和速度环，以获得更精确的控制。 执行器如液压泵、气缸、线性执行机构或电机用以输出运动。反馈传感器如光电编码器、旋转变压器或霍尔效应设备等用以反馈执行器的位置到位置控制器，以实现和位置控制环的闭合。

机械部件用以将执行器的运动形式转换为期望的运动形式，它包括齿轮箱、轴、滚珠丝杠、齿形带、联轴器以及线性和旋转轴承。 运动控制系统的功能包括：速度控制和点位控制（点到点）。

有很多方法可以计算出一个运动轨迹，它们通常基于一个运动的速度曲线如三角速度曲线，梯形速度曲线或者S型速度曲线。如电子齿轮，也就是从动轴的位置在机械上跟随一个主动轴的位置变化。电子凸轮较之电子齿轮更复杂一些，它使得主动轴和从动轴之间的随动关系曲线是一个函数。这个曲线可以是非线性的，但必须是一个函数关系。

二、翔云XMC运动控制器简介

自2004年起，常州市翔云智能控制系统有限公司就开始自主研发通用型运动控制器。2006年开始销售以来，累计销售量已突破10000台（时间截止至2016年4月）。在过去的十三年里，我们得到了客户的各种反馈，并通过不懈的努力而发展为第五代嵌入式可编程总线型运动控制器XMC（Xiangyun Motion Controller）系列。

翔云XMC系列总线型运动控制器的卓越性能，受到了客户的信赖和好评。百兆的通讯速度，简单易用的新型编程工具，便捷的配置工具，强大的仿真软件，多轴的精准控制一举解决了机器控制领域的众多难题。根据控制现场的不同，客户所需的功能也有所不同，翔云的XMC系列总线型运动控制器在各种生产现场接受考验并不断发展完善。

三、翔云XMC运动控制器的优越性能

2.1硬件的优越性

（1）CPU采用ARM Cortex双核，采用浮点数进行运算，确保了运算的高精度。

（2）嵌入式安装方式，人性化的硬件接口布局，使排布更为轻松便捷。为客户降低了使用成本，提升了系统的稳定性和可靠性。

（3）I/O点可最多扩展到1024/1024个点，自带16/16个点。

（4）内存空间大，设置了断电保存区域和普通缓存区域，确保了重要数据的存储。

2.2 软件的优越性

（1）FreeRTOS实时操作系统，运行稳定可靠，操作便捷。

（2）丰富的总线通讯协议，支持CANopen，EtherCAT，EtherNet，MODBUS_RTU， Mechatrolink

II 、Mechatrolink III、RTEX及SSCNET等。

（3）符合IEC61131-3的编程规范，采用Multiprog编程软件，支持IL、ST、LD、FBD、SFC五种编程语言。

（4）提供配置工具和仿真软件，让客户的使用更为便捷、简单。

2.3 应用的优越性

（1）支持三菱、安川、松下、三协、埃斯顿等总线型伺服系统。

（2）可控制8轴、16轴、32轴，通讯速度达到100-150Mbps，通讯周期在0.5—4ms。

（3）遵循PLCopen标准，具有单轴控制、多轴控制、多轴联动、直线插补、圆弧插补、电子凸轮、电子齿轮等功能模块。

（4）根据客户的不同需求，进行功能模块的定制，成为客户的专属产品。

（5）广泛应用于机床、印刷包装、纺织服装、汽车、木工、电子行业、光伏行业、工业机器人、新能源等多个领域。

四、翔云XMC运动控制器配套软件——DeMs配置软件

4.1 总线配置软件

*最多能配置32个从站，操作简单，使用便捷，针对性强；

*可以配置通信中的过程数据RPDO/TPDO和邮箱数据SDO；

*可配置过程数据和邮箱数据的发送接收地址SM；

*支持MODBUS和TCP/IP两种协议。

4.2 远程固件升级软件

*只需对特定形式的文件进行打开，然后下载信息，就可完成远程固件升级操作；

*固件升级软件包括底层程序的升级软件和PLC程序的升级软件。

4.3录波软件（多轴数据采集以及图示化显示）

*同时采集多轴数据，采集的数据将被自动存储到数据库中；

*根据采集的数据得到相应的位移、速度、加速度等曲线；

*支持图形放大和缩小功能，可添加光标进行图形分析。

4.4 电子凸轮曲线离线编辑软件

*内含16种曲线算法，通过不同曲线的选择可以组合成任意曲线，同时得到该波形的位移、速度、加速度和跃度；可以根据实际的物理量来调整波形；

*通过对主轴和从轴的优化，从而优化曲线的连接点

*可以对当前编辑的曲线进行导入、导出操作，便于数据的保存和波形的继续编辑

*数据可按照一定的格式下载到控制器中

*通过菜单功能，可以查看到波形，操作十分便捷。

*通过该软件的离线仿真，能够取得更为光滑的运动曲线

本文标签： 运动控制控制器曲线速度