PCL6143运动控制器的原理及应用

　　1 引言

　　PCL6143是美国NPM公司设计的一款高性能、低成本的专用运动控制器。该器件具有智能化、高柔性等特点。用户通过简单的内部控制指令就能实现直线插补、圆弧插补、梯形加减速和S曲线加减速等控制功能。PCL6143适用于高速数控机床、机器人、纺织包装机械等运动控制领域，是开发运动控制系统设备的良好选择。

　　2 PCL6143功能结构

　　PCL6143内部结构框图如图1所示，PCL6143的主要功能如下： 

　　CPU-I/F接口模式：PCL6143内部集成有各种不同接口电路，允许与4种类型的CPU连接，分别是Z80、8086、H8和68000。通过设置IF0、IF1引脚，便于与CPU相连，实现8位或16位数据传输。

　　加减速驱动：每个轴都能实现线性加减速驱动和S曲线加减速驱动。在S曲线加减速驱动过程中，可插入线性加减速控制。

　　插补驱动功能：4轴中的任何2轴、3轴或4轴都能实现直线插补，其直线插补的位置精度为+LSB(最小插补单位)。

　　速度与位置控制功能：在单轴控制过程中，用户可根据需要改变当前被控轴速度;而在线性插补时，则不允许改变速度。当实际位置超过指定位置时，电机将减速停止或立即停止，接着反方向进给。 多个计数器与比较器电路：每个轴都有4个独立的28位计数器和2个比较器电路。每个比较器可实现逻辑计数值与实际目标值相比较。

　　同步启动/停止功能：多轴控制可采用一个PCL6143或多个PCL6143实现，并通过相关指令控制多个轴同时启停。

　　操作模式：具有连续、位模式、原点返回、线性插补等基本操作。通过设置操作模式寄存器(RMD)设定各个基本操作，实现位置、方向、速度等控制。

　　机械输入信号：每个轴有4个机械输入信号，即正负限位信号、减速信号和原点信号。这些信号可通过软件和限位使能信号设置，实现正负方向进给轴的减速运动、减速停止运动以及原点返回。 伺服电机接口信号：伺服电机接口信号包括到位信号、计数器偏差清除信号和报警信号。这些接口信号可由软件编程设置，并通过伺服马达控制位置状态和清除计数器偏差值。当报警信号有效时，各个运动轴立即停止。

　　中断产生功能：9种错误发生中断，14种事件发生中断。通过中断输出信号控制电机的运动和停止。当外部错误状态发生时，中断产生。通过设置中断发生寄存器(RIRQ)，确定输出事件是否中断。

　　前瞻功能：在处理当前数据时，下一操作数据被提前写入预置寄存器;在当前操作结束时，预置寄存器中的数据立即被送往当前寄存器。

　　3 主要寄存器及相关系统指令