四轴运动控制器在平板切割机上的应用

　　本文介绍的是众为兴公司研制的由MC4140CUT四轴运动控制器控制的全自动平板切割机控制系统，其中样机为奥科公司生产的平板切割机，控制器为众为兴公司MC4140CUT四轴运动控制器。它实现了平板切割机的自动控制，适应了材料切割的自动控制的需要。整个控制系统的实物图如图5.1所示。　　

　　5.1 系统构成

　　整个系统的框架原理图见5.1.1。　

　　对于控制精度要求不大的平板切割机，系统采用步进电机实现。利用MC4140CUT四轴运动控制器实现时，控制系统构成： MC4140CUT四轴运动控制器,步进驱动器Q2-BYG403M，56BYGHM611A二相混合式步进电机。

　　(1)控制器采用的四MC4140CUT，液晶+按键屏，128X64点阵图形液晶显示屏 256M超大容量存储空间；该控制器是整个系统的“大脑”，整个系统的反应速度，加工精度，灵活与敏捷程度都取决于控制器输出的脉冲频率与周期等模拟量，而这些模拟量最终取决于控制器本身。所以，它是控制系统的核心。

　　(2)步进驱动器是整个系统的中间环节，驱动器的好坏是系统性能好坏的决定性因素之一。文中讨论了采用众为兴生产的Q2BYG403步进驱动器实现该系统。

　　(3)步进电机也可以采用众为兴的实现,文中采用56BYGHM611A实现。

　　控制器内部是由四块集成芯片组成，电源控制集成芯片，ARM工控主板，运动控制集成芯片和显示器集成芯片，前三者的关系是：ARM工控主板为核心板，相当于“大脑”它控制运动控制集成芯片，而这里的电源控制芯片是为它们提供电源的。

　　(1)输入输出板是提供控制器与外界设备的接口的集成电路系统。这里集成了输入/输出接口，USB接口，串行接口等等。

　　(2)电源板用于将220V交流电转化为控制器可以接受的电源范围，一般为5—12V。

　　(3)显示器集成电路板用于集成包括显示器驱动器在内的显示器驱动电路。

　　(4)主控板，自不必说，是整个控制器的核心主板，它上面集成有很多芯片，包括ARM主控CPU，两片扩展的FLASH，CPLD，一片SDRAM等等。正是这些电子IC器件，构成了控制系统的控制部分，即整个人工智能系统的“大脑”。

　　系统构成与控制原理图如图5.1.3所示。　　

　　(1)显示器，这里采用按键屏，控制器内部显示器板集成电路板上集成了按键屏驱动电路和驱动器。

　　(2)嵌入式CPU，MC4140CUT四轴运动控制器内部集成了ARM主CPU芯片，采用ARM7TDMI为内核的ARM主CPU，其内部资源很丰富 ，包括有UART，DMA，BDMA，看门狗定时器，ADC，JATG接口，LCD控制器，中断控制器，ⅡC总线，ⅡS总线，SIO总线。RTC实时时钟，通用I/O等资源。