MCX314As型四軸運動(dòng)控制器工作原理及應用

　　目前，占據國內數控市場(chǎng)主要份額的經(jīng)濟型數控系統多采用MCS-51系列單片機或MCS-51系列兼容的單片機，最高頻率為12MHz-40MHz，但周期指令執行時(shí)間為250ns-1ms，限制了經(jīng)濟型數控系統的進(jìn)一步發(fā)展，尤其是多軸高速聯(lián)動(dòng)、螺紋高速切割和高分辨率控制等功能受到限制，將MCX314As運動(dòng)控制器和MCS-51系列單片機相結合構建高性能經(jīng)濟型數控系統，可以解決傳統經(jīng)濟型數控系統速度慢、功能少、開(kāi)發(fā)難度大等問(wèn)題，具有很好的發(fā)展前景。

　　張力控制廣泛應用于各種卷殼及滾筒組成的加工生產(chǎn)線(xiàn)，如造紙廠(chǎng)、印刷廠(chǎng)、紡織漂染廠(chǎng)和食品廠(chǎng)等，這些生產(chǎn)線(xiàn)在處理紙張、薄片、絲、線(xiàn)、布等大尺寸材料的過(guò)程中必須有一定的張力，張力太小會(huì )導致褶皺和套印不準等弊病;張力太大會(huì )無(wú)謂增加機器負荷并容易使材料斷裂，而張力不穩定會(huì )使材料發(fā)生跳動(dòng)也會(huì )導致套印不準及重影等，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是必需的。如圖2所示。凹板印刷機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、執行機構及驅動(dòng)器，其中，控制裝置是系統控制的核心，本設計使用MCX314As和89C51型單片機來(lái)實(shí)現系統的張力控制和速度調整。

　　4軸運動(dòng)控制卡以MCX314As為核心，采用89C52型單片機作為主控制器，并采用PSD913F2型可編程外圍器件來(lái)替代傳統的大部分外圍器件，MCX341As的時(shí)鐘頻率由外部決定，本系統采用了MCX314As默認的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。

　　MCX314As的片選信號和低位地址A0-A3都由PSD913F2產(chǎn)生，數據線(xiàn)和讀/寫(xiě)信號直接由89C51相應的數據線(xiàn)和讀/寫(xiě)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“或運算”或輸出到中斷信號端口。中斷源的使能和狀態(tài)通過(guò)MCX314As上的寫(xiě)/讀寄存器進(jìn)行設置和判斷。

　　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。

　　系統放卷和收卷電機控制脈沖由MCX314As產(chǎn)生，經(jīng)過(guò)差分輸出驅動(dòng)器產(chǎn)生差分驅動(dòng)輸出，即可以控制數字式交流伺服驅動(dòng)器，也可以控制步進(jìn)電機驅動(dòng)器和直流電機驅動(dòng)器，外部反饋脈沖經(jīng)過(guò)差分輸入驅動(dòng)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(guò)光電隔離，直至驅動(dòng)后才能與MCS314As或PSD913F2相連。

　　5 結束語(yǔ)

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