應(yīng)用電路 - MCX314As型四軸運(yùn)動控制器原理及應(yīng)用

　　目前，占據(jù)國內(nèi)數(shù)控市場主要份額的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)多采用MCS-51系列單片機(jī)或MCS-51系列兼容的單片機(jī)，最高頻率為12MHz-40MHz，但周期指令執(zhí)行時(shí)間為250ns-1ms，限制了經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展，尤其是多軸高速聯(lián)動、螺紋高速切割和高分辨率控制等功能受到限制，將MCX314As運(yùn)動控制器和MCS-51系列單片機(jī)相結(jié)合構(gòu)建高性能經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)，可以解決傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)速度慢、功能少、開發(fā)難度大等問題，具有很好的發(fā)展前景。

　　張力控制廣泛應(yīng)用于各種卷殼及滾筒組成的加工生產(chǎn)線，如造紙廠、印刷廠、紡織漂染廠和食品廠等，這些生產(chǎn)線在處理紙張、薄片、絲、線、布等大尺寸材料的過程中必須有一定的張力，張力太小會導(dǎo)致褶皺和套印不準(zhǔn)等弊病;張力太大會無謂增加機(jī)器負(fù)荷并容易使材料斷裂，而張力不穩(wěn)定會使材料發(fā)生跳動也會導(dǎo)致套印不準(zhǔn)及重影等，為了保持產(chǎn)品的品質(zhì)、效率及可靠性，一套功能完備的張力控制系統(tǒng)是必需的。如圖2所示。凹板印刷機(jī)的張力控制裝置整體可以分為3部分：張力/速度檢測裝置、控制裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)及驅(qū)動器，其中，控制裝置是系統(tǒng)控制的核心，本設(shè)計(jì)使用MCX314As和89C51型單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的張力控制和速度調(diào)整。

 

　　4軸運(yùn)動控制卡以MCX314As為核心，采用89C52型單片機(jī)作為主控制器，并采用PSD913F2型可編程外圍器件來替代傳統(tǒng)的大部分外圍器件，MCX341As的時(shí)鐘頻率由外部決定，本系統(tǒng)采用了MCX314As默認(rèn)的16MHz頻率作為時(shí)鐘信號，圖2中，PG1、PG2、PG3、PG4為光電編碼器，M1、M2、

　　M3、M4是步進(jìn)電機(jī)。

　　MCX314As的片選信號和低位地址A0-A3都由PSD913F2產(chǎn)生，數(shù)據(jù)線和讀/寫信號直接由89C51相應(yīng)的數(shù)據(jù)線和讀/寫信號控制，中斷信號觸發(fā)89C52的外部中斷端。MCX314As只有一個(gè)中斷信號端口，所有中斷信號必須進(jìn)行“或運(yùn)算”或輸出到中斷信號端口。中斷源的使能和狀態(tài)通過MCX314As上的寫/讀寄存器進(jìn)行設(shè)置和判斷。

　　89C52、PSD913F2和MCX314As能夠提供32個(gè)通用輸入端、32個(gè)通用輸出端、13個(gè)可編程通用輸入/輸出端。這些端口用于S、M、T功能和各種反饋輸入信號。

　　系統(tǒng)放卷和收卷電機(jī)控制脈沖由MCX314As產(chǎn)生，經(jīng)過差分輸出驅(qū)動器產(chǎn)生差分驅(qū)動輸出，即可以控制數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器，也可以控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器和直流電機(jī)驅(qū)動器，外部反饋脈沖經(jīng)過差分輸入驅(qū)動后輸入MCX314As，張力傳感器信號和速度信號也可以直接輸入MCX314As，通用輸入/輸出信號都要經(jīng)過光電隔離，直至驅(qū)動后才能與MCS314As或PSD913F2相連。

　　5 結(jié)束語

　　張力控制系統(tǒng)是印刷包裝行業(yè)中的重要環(huán)節(jié)。將MCX314As型運(yùn)動控制器應(yīng)用于凹版印刷機(jī)的張力控制系統(tǒng)可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，使得更高級和更智能的控制策略得以運(yùn)用，但該系統(tǒng)的抗干擾能力還需要進(jìn)一步改進(jìn)。