iMC2X00 USB/PCI 運(yùn)動(dòng)控制卡
iMC2X00 系列運(yùn)動(dòng)控制卡基于廣州研為第Ⅱ代iMC運(yùn)動(dòng)控制芯片設(shè)計(jì)，提供4~8軸運(yùn)動(dòng)控制，具有接口方便，擴(kuò)展容易，穩(wěn)定可靠，功能和性能卓越，使用簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。iMC2X00具有兩種接口型號(hào)：USB或PCI。
iMC2是廣州市研為電子科技有限公司研發(fā)的第Ⅱ代運(yùn)動(dòng)控制芯片，比第Ⅰ代iMC功能更強(qiáng)，性能更卓越。
一、主要特點(diǎn)：:
(1)4~8軸控制（根據(jù)型號(hào)），每軸最大輸出脈沖頻率12.5Mhz；
(2)2~8軸線性同步（線性插補(bǔ)）；
(3)先進(jìn)的智能S曲線加減速規(guī)劃，支持非對(duì)稱加減速，任何時(shí)刻改變運(yùn)動(dòng)規(guī)劃都能精準(zhǔn)地平滑運(yùn)動(dòng)過(guò)程；
(4)支持雙坐標(biāo)系同時(shí)執(zhí)行運(yùn)動(dòng)規(guī)劃，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的疊加運(yùn)動(dòng)；
(5)超高精度電子齒輪同步運(yùn)動(dòng)，從動(dòng)軸、主動(dòng)軸在任何狀態(tài)都可以自由/同步接合（gearin）和脫離（gearout）；
(6)輪廓運(yùn)動(dòng)功能，先進(jìn)的樣條插補(bǔ)技術(shù)使輪廓運(yùn)動(dòng)更平滑，只要計(jì)算機(jī)可以處理的曲線，都可以由iMC2完成聯(lián)動(dòng)輸出；
(7)支持連續(xù)的平面或空間直線/圓弧插補(bǔ)（軟件模塊實(shí)gm ）:
(8)創(chuàng)新的事件處理機(jī)制，與運(yùn)動(dòng)控制關(guān)聯(lián)，可實(shí)現(xiàn)高速同步,事件指令處理時(shí)間<0.1uS；
(9)64位處理，控制指令更精準(zhǔn)。
(10)32位的位置反饋，編碼器最高輸入頻率12MHz（禁止數(shù)字濾波），或1.5MHz（使能數(shù)字濾波）；
(11)位置誤差補(bǔ)償功能，保證定位準(zhǔn)確，輕松實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)控制；
(12)具有輔助編碼器接口，共手輪等設(shè)備輸入；
(13)七種搜尋原點(diǎn)方式；
(14)控制周期：0.16 mS；
(15)單芯片運(yùn)動(dòng)控制ASIC，工作更可靠；
(16)提供運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用系統(tǒng)調(diào)試評(píng)估軟件：iMCSOFT，助力用戶二次開(kāi)發(fā)；
(17)提供DLL動(dòng)態(tài)鏈接函數(shù)庫(kù)，可用于Window2000/XP/7平臺(tái)二次開(kāi)發(fā)；
(18)詳盡的文檔及技術(shù)支持，最大限度地助力用戶二次開(kāi)發(fā)。
二、信號(hào)接口：
(1)脈沖輸出方式兩種可選：正脈沖+負(fù)脈沖，脈沖+方向；
(2)驅(qū)動(dòng)器使能輸出；
(3)主、輔編碼器輸入：A相+B相+Z相；
(4)每軸6個(gè)多功能I/O可定義為：正限位開(kāi)關(guān)、負(fù)限位開(kāi)關(guān)、伺服到位（INP）、急停/外部設(shè)備報(bào)警1、外部設(shè)備報(bào)警2、外部設(shè)備報(bào)警3，不使用這些功能時(shí)可將I/O定義為普通輸入，或普通輸出；配置為輸入時(shí)，每個(gè)I/O都具有鎖存功能以及數(shù)字濾波功能；
(5)原點(diǎn)開(kāi)關(guān)輸入、位置捕捉輸入每軸各一個(gè)，也可用于普通輸入（鎖存方式）；
(6)16個(gè)全局I/O，可獨(dú)立配置為輸入或輸出。
(7)2個(gè)獨(dú)立輸出，可用于與其它設(shè)備同步，或作為普通輸出。
三、操作環(huán)境：
(1)操作溫度：0 ～ 60 ℃
(2)儲(chǔ)存溫度：-20 ～ 80 ℃
(3)濕度：5% ～ 90% 無(wú)凝結(jié)
四、主要指標(biāo)
1、32位的位置范圍(PULSE)：
線性軸：-2,147,483,648 ～ 2,147,483,647，即[-2^31,2^31)；
環(huán)形軸：0 ～ 2,147,483,647,即[0,2^31)。
2、位置誤差：<= 1 PULSE
3、速度范圍：-12500000 PULSE/S ～ 12500000 PULSE/S
例如，對(duì)于分辨率為10000 PULSE/轉(zhuǎn)的電機(jī)，轉(zhuǎn)速范圍為：+- 75000 RPM（轉(zhuǎn)/分）
4、指令速度分辨率（誤差）：<= 0.003%
例如，對(duì)于分辨率為10000 PULSE/轉(zhuǎn)的電機(jī)，指令速度分辨率（誤差）小于：
1.7 * 10^-6 RPM（轉(zhuǎn)/分）
五、主要控制功能：
1. 支持線性軸和環(huán)形軸。
線性軸是指軸位置的范圍從負(fù)最大到正最大，即-2^32～2^32-1，例如直角坐標(biāo)工作臺(tái)的軸。環(huán)形軸是指軸的位置在一個(gè)指定的范圍內(nèi)循環(huán)，這在飛剪、傳輸帶等應(yīng)用場(chǎng)合非常有用。
2. 每個(gè)軸支持雙坐標(biāo)系下的規(guī)劃運(yùn)動(dòng)：主坐標(biāo)系統(tǒng)MCS和輔坐標(biāo)系統(tǒng)PCS。
在主坐標(biāo)系下的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，可同時(shí)執(zhí)行輔坐標(biāo)系下的點(diǎn)到點(diǎn)或連續(xù)速度運(yùn)動(dòng)，得到疊加的運(yùn)動(dòng)效果。
3. 連續(xù)（速度）運(yùn)動(dòng)。
(1)支持同時(shí)存在主、輔兩個(gè)坐標(biāo)系下的連續(xù)速度運(yùn)動(dòng)；
(2)先進(jìn)的智能S速度曲線控制，加減速過(guò)程更平滑；
(3)速度斜升并到達(dá)目標(biāo)速度的過(guò)程可以與其它變量同步，如與位移同步或與時(shí)間同步等；
4. 點(diǎn)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)
(1)支持雙坐標(biāo)系下同時(shí)執(zhí)行點(diǎn)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的疊加運(yùn)動(dòng)；
(2)雙坐標(biāo)系均支持以絕對(duì)位置和相對(duì)距離的方式給出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)；
(3)雙坐標(biāo)系均支持普通模式和跟蹤模式。
(4)先進(jìn)的智能S曲線加減速規(guī)劃算法，支持非對(duì)稱的加速和減速過(guò)程，允許在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的任意時(shí)刻改變目標(biāo)位置或移動(dòng)速度。
(5)可以臨時(shí)暫停運(yùn)動(dòng)過(guò)程。
5. 電子齒輪運(yùn)動(dòng)模式。
(1)傳動(dòng)比率為48位，實(shí)現(xiàn)超高精度的齒輪傳動(dòng)，誤差小于一個(gè)最小位移單位。
(2)從動(dòng)軸可以跟隨主動(dòng)軸的各種指令位置值，或編碼器反饋值。
(3)支持自由的接合過(guò)程和同步的接合過(guò)程，接合時(shí)主動(dòng)軸可以處于加速或勻速運(yùn)動(dòng)。
自由接合過(guò)程是指從動(dòng)軸以加速度或減速度改變其速度，逐漸達(dá)到傳動(dòng)速度；
同步接合過(guò)程是指當(dāng)指定的位移或時(shí)間（同步源）變化指定的值時(shí)，從動(dòng)軸達(dá)到傳動(dòng)速度。
(4)可以在主動(dòng)軸的任何狀態(tài)改變傳動(dòng)比率。傳動(dòng)比率改變后，也可以自由地或同步地進(jìn)行速度斜升過(guò)程，逐漸達(dá)到新的傳動(dòng)速度。
(5)脫離嚙合后的運(yùn)行模式有兩種：按原傳動(dòng)速度或指定速度運(yùn)行（或減速停止）。
(6)支持自由的脫離嚙合過(guò)程和同步的脫離嚙合過(guò)程。
(7)可與事件指令結(jié)合，實(shí)現(xiàn)靈活、精準(zhǔn)的同步運(yùn)動(dòng)。
(8)執(zhí)行電子齒輪運(yùn)動(dòng)的同時(shí)可以疊加輔坐標(biāo)系下的點(diǎn)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。例如，執(zhí)行機(jī)構(gòu)跟隨傳輸帶作電子齒輪運(yùn)動(dòng)，二者處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)可在電子齒輪運(yùn)動(dòng)上再疊加點(diǎn)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，以對(duì)工件執(zhí)行如打標(biāo)、貼標(biāo)簽等工藝動(dòng)作。
6. 多軸線性同步運(yùn)動(dòng)。
即任意多個(gè)軸同時(shí)起動(dòng)，同步到達(dá)目標(biāo)位置，運(yùn)動(dòng)的過(guò)程是嚴(yán)格線性同步的。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，可以改變線性運(yùn)動(dòng)的速度。
7. 電子手輪運(yùn)動(dòng)模式。
響應(yīng)速度快，運(yùn)動(dòng)平滑，所有軸都可以指定由同一個(gè)手輪控制。
8. 時(shí)間/位移非線性同步運(yùn)動(dòng)。
iMC2X00提供一些不同于電子齒輪的非線性同步運(yùn)動(dòng)，以滿足某些應(yīng)用需求：
“時(shí)間-位移”同步運(yùn)動(dòng)（T-P）：歷經(jīng)指定的時(shí)間，移動(dòng)到指定的位移（可以是相對(duì)位移，也可以是絕對(duì)位置）；
“位移-位移”同步運(yùn)動(dòng)（P-P）：參考軸移動(dòng)指定的位移時(shí)，指定軸移動(dòng)到指定的位移（可以是相對(duì)位移，也可以是絕對(duì)位置）；
“時(shí)間-速度”（T-V）：歷經(jīng)指定的時(shí)間，指定軸達(dá)到指定的目標(biāo)速度（連續(xù)速度運(yùn)動(dòng)模式下）；
“位移-速度”（P-V）：參考軸移動(dòng)指定的位移時(shí)，指定軸達(dá)到指定的目標(biāo)速度（連續(xù)速度運(yùn)動(dòng)模式下）。
9. 輪廓運(yùn)動(dòng)。
輪廓運(yùn)動(dòng)是指多個(gè)軸聯(lián)動(dòng)，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)沿輪廓曲線的軌跡移動(dòng)，廣泛應(yīng)用于加工、紡織、雕刻、圍字、仿形等。
(1)具有專用于輪廓運(yùn)動(dòng)的緩沖器（CFIFO）；
(2)運(yùn)動(dòng)點(diǎn)位數(shù)據(jù)由上位計(jì)算機(jī)計(jì)算產(chǎn)生，借助計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大計(jì)算能力可以處理復(fù)雜的平面或空間曲線；
(3)iMC2內(nèi)部具有高精度樣條插補(bǔ)模塊，能對(duì)于上位機(jī)送入的運(yùn)動(dòng)點(diǎn)位數(shù)據(jù)（或微小線段）進(jìn)行擬合，使輪廓運(yùn)動(dòng)的軌跡更平滑；
(4)參與輪廓運(yùn)動(dòng)的軸數(shù)不限。
10. 直線/圓弧插補(bǔ)。
iMC2X00的直線/圓弧插補(bǔ)功能由上位機(jī)軟件模塊計(jì)算而產(chǎn)生點(diǎn)位數(shù)據(jù)，通過(guò)輪廓運(yùn)動(dòng)模式實(shí)現(xiàn)。
(1)支持二維平面和三維空間的直線和圓??；
(2)支持連續(xù)路徑插補(bǔ)，每段直線/圓弧都可以指定運(yùn)行速度和終點(diǎn)速度；
(3)直線或圓弧段緩存在隊(duì)列中，在插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中可以追加直線或圓弧段（需要主機(jī)的多線程支持）。
11. 點(diǎn)動(dòng)（JOG）。
點(diǎn)動(dòng)實(shí)際上是連續(xù)速度運(yùn)動(dòng)模式的一種應(yīng)用，若點(diǎn)動(dòng)按鈕是指主機(jī)應(yīng)用程序上的軟件按鈕，可由主機(jī)編程實(shí)現(xiàn)。也可以通過(guò)事件指令實(shí)現(xiàn)硬件按鈕控制的點(diǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)模式。
12. 搜尋及設(shè)置機(jī)械原點(diǎn)。
(1)可以向指定的方向自動(dòng)搜尋原點(diǎn)，支持三類機(jī)械硬件：A. 僅有原點(diǎn)開(kāi)關(guān)；B. 原點(diǎn)開(kāi)關(guān)+編碼器索引信號(hào)（Z相）； C. 僅有編碼器索引信號(hào)（Z相）。根據(jù)捕捉原點(diǎn)信號(hào)的方式不同共有七種方案供選擇。
(2)自動(dòng)搜尋過(guò)程可以設(shè)置高速和低速兩個(gè)搜尋速度。
(3)可以設(shè)置原點(diǎn)位置的偏移值。
(4)可以直接使用探針信號(hào)或主編碼器的索引信號(hào)來(lái)設(shè)置原點(diǎn)，且可以是僅設(shè)置一次，或每次檢測(cè)到信號(hào)都設(shè)置原點(diǎn)。
(5)主機(jī)在任何時(shí)候（包括運(yùn)動(dòng)中）都可以通過(guò)指令直接設(shè)置當(dāng)前點(diǎn)為原點(diǎn)。
(6)可以通過(guò)事件指令靈活實(shí)現(xiàn)用戶自定義的設(shè)置原點(diǎn)方式。
13. 基于事件觸發(fā)的同步運(yùn)動(dòng)
iMCⅡ芯片內(nèi)部具有獨(dú)創(chuàng)的事件處理機(jī)，通過(guò)一種實(shí)時(shí)事件處理機(jī)制（Event-Driven Motion，EDM）來(lái)實(shí)現(xiàn)高速高精同步運(yùn)動(dòng)。
14. 其它輔助功能
如暫停、位置斷點(diǎn)、位置捕獲、計(jì)時(shí)和輸出指示信號(hào)等。
15. 運(yùn)動(dòng)平滑
先進(jìn)的智能平滑算法，使速度的導(dǎo)數(shù)（加速度）連續(xù)，平滑加減速過(guò)程，平滑因子可設(shè)。
16. 位置誤差補(bǔ)償。
iMC2X00具有靜止誤差補(bǔ)償功能，即在規(guī)劃運(yùn)動(dòng)完成時(shí)進(jìn)行誤差補(bǔ)償，保證誤差始終處于一個(gè)可設(shè)定的“窗口”范圍內(nèi)，既保證定位精度，又避免振動(dòng)的產(chǎn)生，可輕易實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)控制。補(bǔ)償?shù)乃俣瓤稍O(shè)置。
17. 錯(cuò)誤與安全
iMC2X00提供多級(jí)錯(cuò)誤檢測(cè)及安全防護(hù)功能：
(1)加速度限制；
(2)速度限制；
(3)外部設(shè)備錯(cuò)誤監(jiān)測(cè)（如伺服報(bào)警等）；
(4)硬件限位開(kāi)關(guān)；
(5)軟件位置限位；
(6)指令位置異常監(jiān)測(cè)；
(7)嚴(yán)重位置誤差（如電機(jī)受堵等）；
(8)位置誤差超限；
(9)急停。
18. 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)標(biāo)識(shí)
運(yùn)動(dòng)狀態(tài)標(biāo)識(shí)用于標(biāo)識(shí)規(guī)劃運(yùn)動(dòng)是否完成或電機(jī)是否靜止，主要有：主(輔)坐標(biāo)系規(guī)劃運(yùn)動(dòng)完成標(biāo)識(shí)、是否完成所有運(yùn)動(dòng)、電機(jī)是否靜止、同步是否結(jié)束，是否正處于速度斜升過(guò)程等。
19. 動(dòng)態(tài)跟隨窗口
iMC2X00實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)誤差是否超出指定的“窗口”范圍，可用于對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)跟隨性能是否惡化進(jìn)行預(yù)警。
20. 位置反饋
每個(gè)軸都有正交編碼器接口，可以連接旋轉(zhuǎn)型編碼器或線性光柵尺等正交編碼傳感器，用于位置反饋，實(shí)現(xiàn)半閉環(huán)或全閉環(huán)控制。得益于靜止誤差補(bǔ)償功能，步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)也可以添加編碼器位置傳感器實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。
21. 輔助編碼器
僅有1個(gè)或每軸都有1個(gè)輔助編碼器（iMC2X00根據(jù)型號(hào)不同），輔助編碼器可用于連接電子手輪等正交編碼器設(shè)備。
22. 多功能軸I/O
每個(gè)軸具有6個(gè)多功能I/O，可配置為通用輸入或輸出，或?qū)Ｓ霉δ茌斎耄簶O限開(kāi)關(guān)輸入、急停開(kāi)關(guān)輸入、外部設(shè)備報(bào)警輸入（如伺服報(bào)警）、伺服到位信號(hào)。每個(gè)軸I/O均具有數(shù)字濾波。
23. 共有16個(gè)全局的通用I/O接口，可獨(dú)立配置為輸入或輸出。
24. 原點(diǎn)開(kāi)關(guān)接口
每個(gè)軸都有一個(gè)專用的原點(diǎn)開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入以及位置捕捉輸入。
25. 雙指令FIFO設(shè)計(jì)。
六、其它提供的輔助應(yīng)用開(kāi)發(fā)資源
1、iMCSOFT：運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)調(diào)試平臺(tái)
iMCSOFT是本公司針對(duì)iMC系列運(yùn)動(dòng)控制卡開(kāi)發(fā)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)調(diào)試軟件，用于輔助用戶加快運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用的開(kāi)發(fā)過(guò)程。注：iMCSOFT軟件下的編程采用一種類似于BASIC的語(yǔ)言，語(yǔ)法簡(jiǎn)單、易用。
如：
for a=0 to 4 do ;循環(huán)執(zhí)行5次
wr mcsdist 40400 1 ;軸1主坐標(biāo)系移動(dòng)40400的相對(duì)距離
wr mcsgo -1 1 ;主坐標(biāo)系的點(diǎn)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)開(kāi)始
wz moving 1 ;等待運(yùn)動(dòng)結(jié)束
next
2、動(dòng)態(tài)鏈接函數(shù)庫(kù)。
用戶可調(diào)用函數(shù)庫(kù)用C、C++、VC++、VB、.Net等高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)Windows下的應(yīng)用軟件。在iMCSOFT下使用的指令，絕大多數(shù)都能在動(dòng)態(tài)鏈接函數(shù)庫(kù)中找到對(duì)應(yīng)的函數(shù)，且格式相似，因此，只要在iMCSOFT平臺(tái)下編程調(diào)試了的控制功能，都可以用高級(jí)語(yǔ)言調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)編程實(shí)現(xiàn)，從而可以快速地開(kāi)發(fā)出用戶的應(yīng)用軟件。
3、iMCSOFT的例子程序以及VC、VB下的例子程序，通過(guò)這些例子程序，用戶可以快速地了解控制卡的編程方法。
四、應(yīng)用領(lǐng)域：
各種非標(biāo)數(shù)控設(shè)備、工業(yè)機(jī)器人、自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)、繞線機(jī)、自動(dòng)點(diǎn)膠設(shè)備、彈簧機(jī)、紡織設(shè)備、SMT機(jī)、PCB鉆孔機(jī)、數(shù)字圍字機(jī)等，以及生產(chǎn)線上的小型自動(dòng)化執(zhí)行設(shè)備（機(jī)構(gòu)）和檢測(cè)設(shè)備等。
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