iMC2X00 USB/PCI 運動控制卡
iMC2X00 系列運動控制卡基于廣州研為第Ⅱ代iMC運動控制芯片設計，提供4~8軸運動控制，具有接口方便，擴展容易，穩(wěn)定可靠，功能和性能卓越，使用簡單等特點。iMC2X00具有兩種接口型號：USB或PCI。
iMC2是廣州市研為電子科技有限公司研發(fā)的第Ⅱ代運動控制芯片，比第Ⅰ代iMC功能更強，性能更卓越。
一、主要特點：:
(1)4~8軸控制（根據(jù)型號），每軸最大輸出脈沖頻率12.5Mhz；
(2)2~8軸線性同步（線性插補）；
(3)先進的智能S曲線加減速規(guī)劃，支持非對稱加減速，任何時刻改變運動規(guī)劃都能精準地平滑運動過程；
(4)支持雙坐標系同時執(zhí)行運動規(guī)劃，可實現(xiàn)復雜的疊加運動；
(5)超高精度電子齒輪同步運動，從動軸、主動軸在任何狀態(tài)都可以自由/同步接合（gearin）和脫離（gearout）；
(6)輪廓運動功能，先進的樣條插補技術使輪廓運動更平滑，只要計算機可以處理的曲線，都可以由iMC2完成聯(lián)動輸出；
(7)支持連續(xù)的平面或空間直線/圓弧插補（軟件模塊實gm ）:
(8)創(chuàng)新的事件處理機制，與運動控制關聯(lián)，可實現(xiàn)高速同步,事件指令處理時間<0.1uS；
(9)64位處理，控制指令更精準。
(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)位置誤差補償功能，保證定位準確，輕松實現(xiàn)全閉環(huán)控制；
(12)具有輔助編碼器接口，共手輪等設備輸入；
(13)七種搜尋原點方式；
(14)控制周期：0.16 mS；
(15)單芯片運動控制ASIC，工作更可靠；
(16)提供運動控制應用系統(tǒng)調試評估軟件：iMCSOFT，助力用戶二次開發(fā)；
(17)提供DLL動態(tài)鏈接函數(shù)庫，可用于Window2000/XP/7平臺二次開發(fā)；
(18)詳盡的文檔及技術支持，最大限度地助力用戶二次開發(fā)。
二、信號接口：
(1)脈沖輸出方式兩種可選：正脈沖+負脈沖，脈沖+方向；
(2)驅動器使能輸出；
(3)主、輔編碼器輸入：A相+B相+Z相；
(4)每軸6個多功能I/O可定義為：正限位開關、負限位開關、伺服到位（INP）、急停/外部設備報警1、外部設備報警2、外部設備報警3，不使用這些功能時可將I/O定義為普通輸入，或普通輸出；配置為輸入時，每個I/O都具有鎖存功能以及數(shù)字濾波功能；
(5)原點開關輸入、位置捕捉輸入每軸各一個，也可用于普通輸入（鎖存方式）；
(6)16個全局I/O，可獨立配置為輸入或輸出。
(7)2個獨立輸出，可用于與其它設備同步，或作為普通輸出。
三、操作環(huán)境：
(1)操作溫度：0 ～ 60 ℃
(2)儲存溫度：-20 ～ 80 ℃
(3)濕度：5% ～ 90% 無凝結
四、主要指標
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，對于分辨率為10000 PULSE/轉的電機，轉速范圍為：+- 75000 RPM（轉/分）
4、指令速度分辨率（誤差）：<= 0.003%
例如，對于分辨率為10000 PULSE/轉的電機，指令速度分辨率（誤差）小于：
1.7 * 10^-6 RPM（轉/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最大到正最大，即-2^32～2^32-1，例如直角坐標工作臺的軸。環(huán)形軸是指軸的位置在一個指定的范圍內循環(huán)，這在飛剪、傳輸帶等應用場合非常有用。
2. 每個軸支持雙坐標系下的規(guī)劃運動：主坐標系統(tǒng)MCS和輔坐標系統(tǒng)PCS。
在主坐標系下的運動過程中，可同時執(zhí)行輔坐標系下的點到點或連續(xù)速度運動，得到疊加的運動效果。
3. 連續(xù)（速度）運動。
(1)支持同時存在主、輔兩個坐標系下的連續(xù)速度運動；
(2)先進的智能S速度曲線控制，加減速過程更平滑；
(3)速度斜升并到達目標速度的過程可以與其它變量同步，如與位移同步或與時間同步等；
4. 點到點運動
(1)支持雙坐標系下同時執(zhí)行點到點運動，實現(xiàn)復雜的疊加運動；
(2)雙坐標系均支持以絕對位置和相對距離的方式給出運動目標；
(3)雙坐標系均支持普通模式和跟蹤模式。
(4)先進的智能S曲線加減速規(guī)劃算法，支持非對稱的加速和減速過程，允許在運動過程中的任意時刻改變目標位置或移動速度。
(5)可以臨時暫停運動過程。
5. 電子齒輪運動模式。
(1)傳動比率為48位，實現(xiàn)超高精度的齒輪傳動，誤差小于一個最小位移單位。
(2)從動軸可以跟隨主動軸的各種指令位置值，或編碼器反饋值。
(3)支持自由的接合過程和同步的接合過程，接合時主動軸可以處于加速或勻速運動。
自由接合過程是指從動軸以加速度或減速度改變其速度，逐漸達到傳動速度；
同步接合過程是指當指定的位移或時間（同步源）變化指定的值時，從動軸達到傳動速度。
(4)可以在主動軸的任何狀態(tài)改變傳動比率。傳動比率改變后，也可以自由地或同步地進行速度斜升過程，逐漸達到新的傳動速度。
(5)脫離嚙合后的運行模式有兩種：按原傳動速度或指定速度運行（或減速停止）。
(6)支持自由的脫離嚙合過程和同步的脫離嚙合過程。
(7)可與事件指令結合，實現(xiàn)靈活、精準的同步運動。
(8)執(zhí)行電子齒輪運動的同時可以疊加輔坐標系下的點到點運動。例如，執(zhí)行機構跟隨傳輸帶作電子齒輪運動，二者處于相對靜止狀態(tài)，此時執(zhí)行機構可在電子齒輪運動上再疊加點到點運動，以對工件執(zhí)行如打標、貼標簽等工藝動作。
6. 多軸線性同步運動。
即任意多個軸同時起動，同步到達目標位置，運動的過程是嚴格線性同步的。在運動過程中，可以改變線性運動的速度。
7. 電子手輪運動模式。
響應速度快，運動平滑，所有軸都可以指定由同一個手輪控制。
8. 時間/位移非線性同步運動。
iMC2X00提供一些不同于電子齒輪的非線性同步運動，以滿足某些應用需求：
“時間-位移”同步運動（T-P）：歷經指定的時間，移動到指定的位移（可以是相對位移，也可以是絕對位置）；
“位移-位移”同步運動（P-P）：參考軸移動指定的位移時，指定軸移動到指定的位移（可以是相對位移，也可以是絕對位置）；
“時間-速度”（T-V）：歷經指定的時間，指定軸達到指定的目標速度（連續(xù)速度運動模式下）；
“位移-速度”（P-V）：參考軸移動指定的位移時，指定軸達到指定的目標速度（連續(xù)速度運動模式下）。
9. 輪廓運動。
輪廓運動是指多個軸聯(lián)動，使執(zhí)行機構沿輪廓曲線的軌跡移動，廣泛應用于加工、紡織、雕刻、圍字、仿形等。
(1)具有專用于輪廓運動的緩沖器（CFIFO）；
(2)運動點位數(shù)據(jù)由上位計算機計算產生，借助計算機的強大計算能力可以處理復雜的平面或空間曲線；
(3)iMC2內部具有高精度樣條插補模塊，能對于上位機送入的運動點位數(shù)據(jù)（或微小線段）進行擬合，使輪廓運動的軌跡更平滑；
(4)參與輪廓運動的軸數(shù)不限。
10. 直線/圓弧插補。
iMC2X00的直線/圓弧插補功能由上位機軟件模塊計算而產生點位數(shù)據(jù)，通過輪廓運動模式實現(xiàn)。
(1)支持二維平面和三維空間的直線和圓弧；
(2)支持連續(xù)路徑插補，每段直線/圓弧都可以指定運行速度和終點速度；
(3)直線或圓弧段緩存在隊列中，在插補運動過程中可以追加直線或圓弧段（需要主機的多線程支持）。
11. 點動（JOG）。
點動實際上是連續(xù)速度運動模式的一種應用，若點動按鈕是指主機應用程序上的軟件按鈕，可由主機編程實現(xiàn)。也可以通過事件指令實現(xiàn)硬件按鈕控制的點動運動模式。
12. 搜尋及設置機械原點。
(1)可以向指定的方向自動搜尋原點，支持三類機械硬件：A. 僅有原點開關；B. 原點開關+編碼器索引信號（Z相）； C. 僅有編碼器索引信號（Z相）。根據(jù)捕捉原點信號的方式不同共有七種方案供選擇。
(2)自動搜尋過程可以設置高速和低速兩個搜尋速度。
(3)可以設置原點位置的偏移值。
(4)可以直接使用探針信號或主編碼器的索引信號來設置原點，且可以是僅設置一次，或每次檢測到信號都設置原點。
(5)主機在任何時候（包括運動中）都可以通過指令直接設置當前點為原點。
(6)可以通過事件指令靈活實現(xiàn)用戶自定義的設置原點方式。
13. 基于事件觸發(fā)的同步運動
iMCⅡ芯片內部具有獨創(chuàng)的事件處理機，通過一種實時事件處理機制（Event-Driven Motion，EDM）來實現(xiàn)高速高精同步運動。
14. 其它輔助功能
如暫停、位置斷點、位置捕獲、計時和輸出指示信號等。
15. 運動平滑
先進的智能平滑算法，使速度的導數(shù)（加速度）連續(xù)，平滑加減速過程，平滑因子可設。
16. 位置誤差補償。
iMC2X00具有靜止誤差補償功能，即在規(guī)劃運動完成時進行誤差補償，保證誤差始終處于一個可設定的“窗口”范圍內，既保證定位精度，又避免振動的產生，可輕易實現(xiàn)全閉環(huán)控制。補償?shù)乃俣瓤稍O置。
17. 錯誤與安全
iMC2X00提供多級錯誤檢測及安全防護功能：
(1)加速度限制；
(2)速度限制；
(3)外部設備錯誤監(jiān)測（如伺服報警等）；
(4)硬件限位開關；
(5)軟件位置限位；
(6)指令位置異常監(jiān)測；
(7)嚴重位置誤差（如電機受堵等）；
(8)位置誤差超限；
(9)急停。
18. 運動狀態(tài)標識
運動狀態(tài)標識用于標識規(guī)劃運動是否完成或電機是否靜止，主要有：主(輔)坐標系規(guī)劃運動完成標識、是否完成所有運動、電機是否靜止、同步是否結束，是否正處于速度斜升過程等。
19. 動態(tài)跟隨窗口
iMC2X00實時監(jiān)測誤差是否超出指定的“窗口”范圍，可用于對系統(tǒng)的動態(tài)跟隨性能是否惡化進行預警。
20. 位置反饋
每個軸都有正交編碼器接口，可以連接旋轉型編碼器或線性光柵尺等正交編碼傳感器，用于位置反饋，實現(xiàn)半閉環(huán)或全閉環(huán)控制。得益于靜止誤差補償功能，步進電機系統(tǒng)也可以添加編碼器位置傳感器實現(xiàn)閉環(huán)控制。
21. 輔助編碼器
僅有1個或每軸都有1個輔助編碼器（iMC2X00根據(jù)型號不同），輔助編碼器可用于連接電子手輪等正交編碼器設備。
22. 多功能軸I/O
每個軸具有6個多功能I/O，可配置為通用輸入或輸出，或專用功能輸入：極限開關輸入、急停開關輸入、外部設備報警輸入（如伺服報警）、伺服到位信號。每個軸I/O均具有數(shù)字濾波。
23. 共有16個全局的通用I/O接口，可獨立配置為輸入或輸出。
24. 原點開關接口
每個軸都有一個專用的原點開關信號輸入以及位置捕捉輸入。
25. 雙指令FIFO設計。
六、其它提供的輔助應用開發(fā)資源
1、iMCSOFT：運動控制系統(tǒng)開發(fā)調試平臺
iMCSOFT是本公司針對iMC系列運動控制卡開發(fā)的應用開發(fā)調試軟件，用于輔助用戶加快運動控制應用的開發(fā)過程。注：iMCSOFT軟件下的編程采用一種類似于BASIC的語言，語法簡單、易用。
如：
for a=0 to 4 do ;循環(huán)執(zhí)行5次
wr mcsdist 40400 1 ;軸1主坐標系移動40400的相對距離
wr mcsgo -1 1 ;主坐標系的點到點運動開始
wz moving 1 ;等待運動結束
next
2、動態(tài)鏈接函數(shù)庫。
用戶可調用函數(shù)庫用C、C++、VC++、VB、.Net等高級語言編寫Windows下的應用軟件。在iMCSOFT下使用的指令，絕大多數(shù)都能在動態(tài)鏈接函數(shù)庫中找到對應的函數(shù)，且格式相似，因此，只要在iMCSOFT平臺下編程調試了的控制功能，都可以用高級語言調用相應的函數(shù)編程實現(xiàn)，從而可以快速地開發(fā)出用戶的應用軟件。
3、iMCSOFT的例子程序以及VC、VB下的例子程序，通過這些例子程序，用戶可以快速地了解控制卡的編程方法。
四、應用領域：
各種非標數(shù)控設備、工業(yè)機器人、自動倉庫、繞線機、自動點膠設備、彈簧機、紡織設備、SMT機、PCB鉆孔機、數(shù)字圍字機等，以及生產線上的小型自動化執(zhí)行設備（機構）和檢測設備等。
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