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MCX系列運(yùn)動(dòng)控制器是日本NOVA公司設(shè)計(jì)的專用電路，其中MCX314As是NOVA公司最新的推出的4軸運(yùn)動(dòng)控制器，是對MCX314功能的改進(jìn)和增強(qiáng)。
MCX314As以單個(gè)電路同時(shí)控制4個(gè)伺服系統(tǒng)或步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)，可進(jìn)行各軸獨(dú)立的定位控制、速度控制，亦可在任意2軸或3軸中進(jìn)行圓弧、直線、位模式插補(bǔ)。MCX314As能與8/16位數(shù)據(jù)總線接口，通過命令、數(shù)據(jù)和狀態(tài)等寄存器實(shí)現(xiàn)4軸3聯(lián)動(dòng)的位置、速度、加速度等的運(yùn)動(dòng)控制和實(shí)時(shí)監(jiān)控、實(shí)現(xiàn)圓弧、直線、位模式3種模式的軌跡插補(bǔ)，輸出脈沖頻率達(dá)到4MHz，每軸都有伺服反饋輸入端、4個(gè)輸入點(diǎn)和8個(gè)輸出點(diǎn)，能獨(dú)立地設(shè)置為恒速、線性、非對稱S曲線加/減控制、非對稱梯形加/減速控制方式，并有2個(gè)32位的邏輯、實(shí)際位置計(jì)數(shù)器和狀態(tài)比較寄存器，實(shí)現(xiàn)位置的閉環(huán)控制，另外，較MCX314增加了自動(dòng)搜尋原位、輸入信號濾波器、同步動(dòng)作、輸出脈沖32位，圓弧/直線插補(bǔ)脈沖范圍32位、完成S曲線加/減速的非對稱、手動(dòng)設(shè)定模式、位置計(jì)算器的可變環(huán)形、Z相輸入的實(shí)位計(jì)數(shù)器的清除、實(shí)位計(jì)算器的增減反轉(zhuǎn)等功能，同時(shí)，MCX314As對連續(xù)插補(bǔ)最終寫入、圓弧插補(bǔ)終點(diǎn)指定、輸入U(xiǎn)P/DOWN脈沖的計(jì)算出錯(cuò)等作了相應(yīng)的改善。
2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)和主要功能
圖1為MCX314As的功能框圖。由相同功能的X、Y、Z和U軸的控制部分和插補(bǔ)計(jì)數(shù)部分組成，主要功能如下：
2.1 4軸控制
MCX314As通過脈沖序列驅(qū)動(dòng)控制電機(jī)運(yùn)動(dòng)，4軸運(yùn)動(dòng)控制器中的4個(gè)軸都具有相同的功能，允許至多3軸聯(lián)動(dòng)，同時(shí)對于恒速驅(qū)動(dòng)、插補(bǔ)或S曲線驅(qū)動(dòng)都有相同的操作方法，S曲線加/減速驅(qū)動(dòng)等4軸的性能相同。
2.2 速度控制
對于恒速驅(qū)動(dòng)、插補(bǔ)或S曲線加/減速驅(qū)動(dòng)，輸出脈沖的頻率范圍是1p/s-4mp/s，而輸出脈沖頻率的精度(時(shí)鐘頻率為16MHz)小于±0.1%，速度倍率為1-500，驅(qū)動(dòng)脈沖輸出的速度可以在不運(yùn)行時(shí)自由變化。
2.3 加/減速驅(qū)動(dòng)
[$page] MCX314As可以控制每根軸的恒速驅(qū)動(dòng)、插補(bǔ)的加/減速驅(qū)動(dòng)和S曲線加/減速驅(qū)動(dòng)。每個(gè)軸還可以被獨(dú)立地位置為S曲線或梯形加/減速，使用S曲線的加/減速命令可以使輸出脈沖按拋物線規(guī)律進(jìn)行加/減速。
2.4 插補(bǔ)功能
直線插補(bǔ)：4軸中的任意2軸或3軸都可以實(shí)現(xiàn)直線插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)位置邊界的坐標(biāo)介于-2147，483 646-+2 147 483
646之間，同時(shí)直線插補(bǔ)的位置誤差為±.05LSB(最小插補(bǔ)單位)。
圓弧插補(bǔ)：任意2軸都能實(shí)現(xiàn)圓弧插補(bǔ)，其插補(bǔ)坐標(biāo)的范圍與直線插補(bǔ)相同，圓弧插補(bǔ)的位置誤差為±1.0LSB(最小插補(bǔ)單位)。
位模式插補(bǔ)：這種插補(bǔ)的數(shù)據(jù)由上位機(jī)CPU進(jìn)行計(jì)算，上位機(jī)將插補(bǔ)結(jié)果寫入MCX314As，然后，MCX314As在預(yù)置的驅(qū)動(dòng)速度下連續(xù)輸出插補(bǔ)脈沖，根據(jù)上位機(jī)CPU的處理能力，MCX314As可以對各種形狀的曲線進(jìn)行插補(bǔ)。
連續(xù)插補(bǔ)：MCX314As允許不同的插補(bǔ)方式連續(xù)使用，例如直線插補(bǔ)→圓弧插補(bǔ)→直線插補(bǔ)→……，不間斷的連續(xù)插補(bǔ)時(shí)允許的最大插補(bǔ)速度為2Mp/s。
2.5 位置控制
每個(gè)軸都有一個(gè)32位的邏輯位置計(jì)算器和一個(gè)32位的實(shí)際位置計(jì)算器，邏輯位置計(jì)算器記錄輸入的位置脈沖，實(shí)際位置計(jì)算器記錄從外部編碼器或者線性比例尺輸入的反饋脈沖。
2.6 比較寄存器和軟件限位
每個(gè)軸都有2個(gè)32位比較寄存器，一個(gè)為邏輯位置計(jì)數(shù)器，另一個(gè)為實(shí)際位置機(jī)計(jì)數(shù)器。比較結(jié)果可從狀態(tài)寄存器讀出，也可以通過中斷報(bào)出，這些寄存器也可以被用來實(shí)現(xiàn)軟件限位。
2.7 自動(dòng)搜索原位功能
MCX314As在不需要CPU干涉下可以完成自動(dòng)搜索為原位的工作，這個(gè)過程包括高速原位搜索→低速原位搜索→編碼器Z相搜索→補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)。這種功能減少了CPU的負(fù)擔(dān)。
2.8 同步運(yùn)行
同步運(yùn)行可實(shí)現(xiàn)一些特殊功能，例如在每個(gè)軸
