交流伺服电机与运动控制卡的接口实验 一、 实验目的
1. 认知富士交流伺服电机及驱动器的硬件接口电路 2. 认知MPC2810运动控制卡的硬件接口
3. 掌握驱动器与MPC2810运动控制卡的硬件连接
二、 实验器材
MPC2810运动控制卡、富士交流伺服电机及驱动器，数控实验台II, 若干导线，万用表
三、 实验内容及步骤
有关富士交流伺服电机及驱动器的详细信息参见《富士AC 伺服系统FALDIC-W 系列用户手册》，有关MPC2810运动控制卡的详细信息参见《MPC2810运动控制器用户手册》。
一）、MPC2810运动控制器相关简介
MPC2810运动控制器是乐创自动化技术有限公司自主研发生产的基于PC 的运动控制器，单张卡可控制4轴的步进电机或数字式伺服电机。通过多卡共用可支持多于4轴的运动控制系统的开发。
MPC2810运动控制器以IBM-PC 及其兼容机为主机，基于PCI 总线的步进电机或数字式伺服电机的上位控制单元。它与PC 机构成主从式控制结构：PC 机负责人机交互界面的管理和控制系统的实时监控等方面的工作（例如键盘和鼠标的管理、系统状态的显示、控制指令的发送、外部信号的监控等等）；运动控制器完成运动控制的所有细节（包括直线和圆弧插补、脉冲和方向信号的输出、自动升降速的处理、原点和限位等信号的检测等等）。
MPC2810运动控制器配备了功能强大、内容丰富的Windows 动态链接库，可方便地开发出各种运动控制系统。对当前流行的编程开发工具，如Visual Basic6.0，Visual C++6.0提供了开发用Lib 库及头文件和模块声名文件，可方便地链接动态链接库，其他32位 Windows 开发工具如Delphi 、C++Builder等也很容易使用MPC2810函数库。另外，支持标准Windows 动态链接库调用的组态软件也可以使用MPC2810运动控制器。
MPC2810运动控制器广泛适用于：激光加工设备；数控机床、加工中心、机器人等；X-Y-Z 控制台；绘图仪、雕刻机、印刷机械；送料装置、云台；打标机、绕线机；医疗设备；包装机械、纺织机
基于MPC2810运动控制器的典型运动控制系统由以下几部分组成： （1） MPC2810运动控制器、转接板及其连接电缆；
（2） 具有PCI 插槽的PC 机或工控机，安装有Windows2000 / XP 操作系统（不同型号的控制器支
持的操作系统可能不同）；
（3） 步进电机或数字式伺服电机； （4） 电机驱动器； （5） 驱动器电源；
（6） 直流开关电源，为转接板提供+24V电源。
控制信号输出连接方法
MPC2810脉冲输出方式有两种：脉冲/方向模式和双脉冲模式。默认情况下，各控制轴按脉冲/方向模式输出。用户可以通过接口函数“set_outmode”（参见编程手册），将某轴的输出设置为两者之一。
编码器输入连接方法
MPC2810提供两路辅助编码器接口给用户使用，接收A 相、B 相和Z 相信号。另外，当使用控制器的编码器锁存功能时，控制器将编码器Z 相输入口D28、D29（第1轴）和D34、D35（第二轴）用作两路编码器的锁存信号差分接收端，接线方法如图3-10所示。若编码器锁存信号为单端信号，其接线方法如图3-11所示。图中限流电阻R 为220欧姆。
在增减脉冲模式下，外部脉冲的脉冲信号与板卡对应轴的A 相脉冲输入口相接，外部脉冲的方向信号与板卡对应轴的B 相脉冲输入口相接。
二）、富士伺服电机驱动器相关简介
伺服系统驱动器端口定义及接线图
※1）有关控制电源配线的注意事项记载在3-7 页中。 ※2）无制动器电动机没有该端子。
※3）源输出入使用时，请将DC24v 电源以点线方式配线。噪音吸收用的二极管也请以点线方式配线。
※端子符号M5 不与端子符号M24 连接。
脉冲方向控制方式的相关参数及端口定义
实验步骤：
1. 消化运动控制卡和伺服驱动器各端口、引脚定义，明确各种信号的功用。
2. 明确速度信号的传递过程和途径。
3. 画出运动控制卡、伺服驱动器、交流伺服电机的电气连接图，并作说明。
4. 在实验台上进行组装连接。 四、 实验注意事项
请绝对不要给伺服电机侧的U 、V 、W 端子连接商用电源 (200V)。否则有可能发生火灾和故障。 2．请在伺服电机侧的U 、V 、W 端子上接地线 (E)，接线时，请不要弄错U 、V 、W 端子的顺序。否则有可能发生火灾和故障。
3．请绝对不要对编码器用端子进行耐压、绝缘阻抗和蜂鸣器测试。以防编码器破损。
对伺服电机侧的 U 、V 、W 端子进行耐压、绝缘阻抗和蜂鸣器测试时，请在切断与伺服放大器的连接后进行。
4．请不要接错编码器的端子的顺序。否则编码器和伺服放大器会破损。
附 MPC2810控制器与松下MINAS A4系列驱动器接线方式
实验思考题
1．MPC2810运动控制器的主要性能特征有哪些？
2．基于MPC2810运动控制器的典型运动控制系统由哪些部分组成？其主要应用领域？
（1） MPC2810运动控制器、转接板及其连接电缆；
（2） 具有PCI 插槽的PC 机或工控机，安装有Windows2000 / XP 操作系统（不同型号的控
制器支持的操作系统可能不同）；
（3） 步进电机或数字式伺服电机；
（4） 电机驱动器；
（5） 驱动器电源；
（6） 直流开关电源，为转接板提供+24V电源。
MPC2810运动控制器广泛适用于：激光加工设备；数控机床、加工中心、机器人等；X-Y-Z 控制台；绘图仪、雕刻机、印刷机械；送料装置、云台；打标机、绕线机；医疗设备；包装机械、纺织机械、木工机械；装配生产线。
3． MPC2810控制脉冲输出方式有哪几种，参阅相关资料：绘图说明控制波形类型，其接
口函数的参数如何设置？标明对应输出引脚。
脉冲/方向模式和双脉冲模式。默认情况下，各控制轴按脉冲/方向模式输出。用户可以通过接口函数“set_outmode”（参见编程手册），将某轴的输出设置为两者之一。
4． MPC2810控制卡编码器输入连接方法？绘图说明
MPC2810提供两路辅助编码器接口给用户使用，接收A 相、B 相和Z 相信号。另外，当使用控制器的编码器锁存功能时，控制器将编码器Z 相输入口D28、D29（第1轴）和D34、D35（第二轴）用作两路编码器的锁存信号差分接收端，接线方法如图3-9所示。若编码器锁存信号为单端信号，其接线方法如图3-10所示。图中限流电阻R 为220欧姆。 在增减脉冲模式下，外部脉冲的脉冲信号与板卡对应轴的A 相脉冲输入口相接，外部脉冲的方向信号与板卡对应轴的B 相脉冲输入口相接。
5． 实验中富士交流伺服电机驱动器的各端口的定义
6． 实验中富士交流伺服电机驱动器与MPC2810运动控制卡配合使用其硬件接口电路如何
连接？画图说明。软件接口如何定义，参数如何设定。
7． 本实验是闭环控制，画图说明信号传递过程和途径。
8． 根据实验中连线，设计两个伺服轴的控制接口电路（含交流伺服电机）。
9． 自我体会总结实验所得。