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MCX314As型四轴运动控制器的原理及应用下

时间:2021-07-09 来源网站:张家界化工机械网

MCX314As型四轴运动控制器的原理及应用(下)

3主要控制寄存器及指令系统

3.1命令寄存器(WR0)

MCX314As中各轴的WR0寄存器用来进行各轴设定和命令寄存,它包括轴设定的各位、命令字设定的各位以复位命令的各位。在向此寄存器写入轴设定字和命令自后,它将立即执行,某些命令在写入WR0之前应先写入WR6和WR7。

3.2模式寄存器(WR1)

4都有各自的状态寄存器1,写哪个寄存器取决于NOP指令的指定或写前的情况,WR1可以控制输入信号IN3-IN0的使能,并用于设定减速状态和比较结果寄存器。

3.3 模式寄存器2(WR2)

WR2设定外部限位开关输入、反馈计数器脉冲类型及伺服驱动的反馈信号。

3.4 模式寄存器3(WR3)

4个轴都有各自的WR3,读哪个状态寄存器取决于已被指定的轴或NOP指令指定的轴。WR3可用于操作手动减速、单独减速、S曲线加/减速、外部操作模式设定和通用输出OUT7-OUT4的设定。

3.5 输出寄存器(WR4)

该寄存器用于设定4轴的输出信号nOUT3-nOUT0,它也可以被用作16位的通用输出,若某位置0,将会输出低电平;置1将会输出高电平。

3.6 主状态寄存器(RR0)

该寄存器用来显示各轴驱动和错误的状态,此外,它还显示插补、连续插补的就绪信号、圆插补的象限和BP插补的栈计数。

3.7状态寄存器(RR1、RR2、RR3)

每个轴都有状态寄存器RR1、RR2和RR3。读取哪个状态寄存器,取决于写入MCX314As的命令,命令10FH表示X轴,20FX表示Y轴,40FH表示Z轴,80FH表示U轴。

3.8 输入寄存器(RR4/RR5)

RR4和RR5为通用寄存器,如果寄存器的数据位为0,则输出为低电平,若数据位为1,则输出为高电平。

3.9 数据寄存器(RR6/RR7)

RR6和RR7是数据寄存器并对相应的数据读取命令。RR6存放低16位(D15-D0),RR7存放高16位(D31-D16)。

3.10 写数据命令

设置驱动参数的如加速度、驱动速度、输出脉冲数时,要用写数据命令,以将这些参数/数据写入MCX314As,如果同时指定多轴,可以对不同的轴同时写入相同的数据,如果数据长度是2B,只需把数据写入WR6,如果数据长度大于2B,则高16位写入WR7,低16位写入WR6。数据写入数据寄存器后,向WR0写入命令设定轴,然后执行命令。

3.11读取数据指令

数据读写命令用来读取各轴寄存器的值。当向WR0写入读命令后,数据将出现在RR6和RR7中,要读取的数据是二进制的,负值为二进制补码形式。

3.12驱动命令

驱动命令将控制MCX314As以不同的方式输出驱动脉冲。当向WR0写入命令代码并制订控制轴后,该命令被立即执行。可以同时用同一命令指定多轴,运行时,每个轴的RR0的nDRV位将置为1,当运行结束时,nDRV位置0。

3.13 插补命令

插补命令由2轴或3轴直线插补、顺时针/逆时针圆弧插补、2轴或3轴位模式插补和其他有关命令组成,当向WR0写入插补命令时,置WR0的D8-D1位为0,因为对插补命令没有必要指定轴。

在执行插补命令之前,必须先执行以下2步:通过设置WR5的D5-D0位来指定要插补的轴;设定主轴的速度参数。

4 应用电路

目前,占据国内数控市场主要份额的经济型数控系统多采用MCS-51系列单片机或MCS-51系列兼容的单片机,最高频率为12MHz-40MHz,但周期指令执行时间为250ns-1ms,限制了经济型数控系统的进一步发展,尤其是多轴高速联动、螺纹高速切割和高分辨率控制等功能受到限制,将MCX314As运动控制器和MCS-51系列单片机相结合构建高性能经济型数控系统,可以解决传统经济型数控系统速度慢、功能少、开发难度大等问题,具有很好的发展前景。

张力控制广泛应用于各种卷壳及滚筒组成的加工生产线,如造纸厂、印刷厂、纺织漂染厂和食品厂等,这些生产线在处理纸张、薄片、丝、线、布等大尺寸材料的过程中必须有一定的张力,张力太小会导致褶皱和套印不准等弊病;张力太大会无谓增加机器负荷并容易使材料断裂,而张力不稳定会使材料发生跳动也会导致套印不准及重影等,为了保持产品的品质、效率及可靠性,一套功能完备的张力控制系统是必需的。如图2所示。凹板印刷机的张力控制装置整体可以分为3部分:张力/速度检测装置、控制装置、执行机构及驱动器,其中,控制装置是系统控制的核心,本设计使用MCX314As和89C51型单片机来实现系统的张力控制和速度调整。

4轴运动控制卡以MCX314As为核心,采用89C52型单片机作为主控制器,并采用PSD913F2型可编程外围器件来替代传统的大部分外围器件,MCX341As的时钟频率由外部决定,本系统采用了MCX314As默认的16MHz频率作为时钟信号,图2中,PG1、PG2、PG3、PG4为光电编码器,M1、M2、 M3、M4是步进电机。

MCX314As的片选信号和低位地址A0-A3都由PSD913F2产生,数据线和读/写信号直接由89C51相应的数据线和读/写信号控制,中断信号触发89C52的外部中断端。MCX314As只有一个中断信号端口,所有中断信号必须进行“或运算”或输出到中断信号端口。中断源的使能和状态通过MCX314As上的写/读寄存器进行设置和判断。

89C52、PSD913F2和MCX314As能够提供32个通用输入端、32个通用输出端、13个可编程通用输入/输出端。这些端口用于S、M、T功能和各种反馈输入信号。

系统放卷和收卷电机控制脉冲由MCX314As产生,经过差分输出驱动器产生差分驱动输出,即可以控制数字式交流伺服驱动器,也可以控制步进电机驱动器和直流电机驱动器,外部反馈脉冲经过差分输入驱动后输入MCX314As,张力传感器信号和速度信号也可以直接输入MCX314As,通用输入/输出信号都要经过光电隔离,直至驱动后才能与MCS314As或PSD913F2相连。

5 结束语

张力控制系统是印刷包装行业中的重要环节。将MCX314As型运动控制器应用于凹版印刷机的张力控制系统可以提高系统的稳定性和可靠性,使得更高级和更智能的控制策略得以运用,但该系统的抗干扰能力还需要进一步改进。

张皞

来源:佳工机电网

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