摘要：本文介紹了SSCNET的控制架構(gòu)，并通過凌華科技(ADLINK) 所開發(fā)的PCI-8372 SSCNET 12軸運動控制卡來介紹現(xiàn)今半導(dǎo)體業(yè)以及光電產(chǎn)業(yè)常用的功能。 uBI?nv,  
ru,]!YPJE2  
前言 DQM\Y{y|3  
keNPlK%>  
一般討論運動控制的文章都比較偏重于工具機的范疇，它牽涉到比較多的運動軌跡規(guī)劃及控制理論，但由于近年來半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)及光電產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，生產(chǎn)設(shè)備的需求也日趨增加。 傳統(tǒng)的生產(chǎn)設(shè)備大多歸類在工廠自動化(FA)的范圍，大多使用PLC控制器來控制生產(chǎn)的流程，然而這些應(yīng)用多半不符合現(xiàn)今要求高產(chǎn)能且高復(fù)雜度的半導(dǎo)體設(shè)備及光電產(chǎn)業(yè)設(shè)備，因為軸數(shù)的增加以及控制方式日益復(fù)雜化，設(shè)備所要求的動作不再是簡單的開關(guān)控制或是過程控制，通常用到數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)連結(jié)以及影像檢測系統(tǒng)，而且每次的動作都是根據(jù)外在變量來規(guī)劃，又必須做精確的定位及高速的動作，這些復(fù)雜的功能還必須架構(gòu)在多執(zhí)行緒的程序中執(zhí)行，以往的PLC 的控制器不夠使用。 因此機器自動化(MA)領(lǐng)域也就日漸抬頭。設(shè)備業(yè)中的軟件工程師工作量日趨繁重，不再只是偏重于機構(gòu)或是電控，而這些原本的PLC系統(tǒng)也漸漸被軟硬件越來越成熟的PC based 所取代。本文將通過SSCNET系統(tǒng)來討論幾個半導(dǎo)體設(shè)備及光電設(shè)備業(yè)常用的功能，期望通過本文能對正在為兩兆雙星產(chǎn)業(yè)設(shè)備而努力的工程師們有所幫助。 Qhb].V{utV  
/Fej)WQp  
SSCNET的控制架構(gòu) ^'Wkb7L  
'+1<7jl&I  
SSCNET是一個專為運動控制所制定的網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，它是由三菱電機名古屋制作所于90年代初期發(fā)展的新一代運動控制架構(gòu)，最新的一代(SSCNET III)采用光纖系統(tǒng)，并配合更高性能的伺服驅(qū)動器(J3B)。光是一二代在市場上應(yīng)用已超過兩百萬軸，所以是一個很成功的串行運動控制技術(shù)。它的原理并不復(fù)雜，要使用它必須分成四層來說明，如圖1：以SSCNET的規(guī)格來說，每個T代表0.888ms，可以控制6軸。但市面上已有 ADLINK SSCNET motion card 可在0.888ms 控制 12 軸而且是在同一個時鐘周期上，也就是說可以做12軸同動。 +v:t  
w*[i!i  
t6&6kl  
圖1 sXp>4MomV  
8FyJo.vr(  
1. 馬達(dá)控制層 }18}VjC!  
L@Fw;G|%'  
建構(gòu)在三菱的B-type伺服驅(qū)動器中，保留原本三菱的伺服控制技術(shù)并外加了通訊接口，固定時鐘接收伺服指令及傳回伺服狀態(tài)，并控制馬達(dá)的位置、速度及扭力，可用Station ID switch 指定軸號，不受配線順序影響。 L6yRN>5aE  
rD)yEuYX  
2. 網(wǎng)絡(luò)通訊層 YXxaD@  
;u!qu$O  
主要的技術(shù)是在同一條網(wǎng)絡(luò)上的所有軸都依循一個固定的控制周期來運作，也就是控制上具有多軸等時性的特性。因此能達(dá)到運動控制上的多軸絕對同步，通信上則是以Master/Slave的架構(gòu)來進(jìn)行。Master IC一般都是在主控計算機端，Slave IC 則是內(nèi)嵌于伺服驅(qū)動器。Master IC 負(fù)責(zé)在控制周期內(nèi)將指令傳送至各軸，并接收從各軸Slave IC傳來的信息，其同步時鐘為0.888ms。 !0:uM)_k  
9,=3D2x&  
3. 運動控制層 E+Z//)1Z  
Yz;Hu$/  
必須有一個同步于SSCNET的運動控制系統(tǒng)，負(fù)責(zé)將這些指令放到SSCNET的Master IC 并且將各軸信息由Master IC 取回。這個控制系統(tǒng)在PC based上有兩種作法：第一種是利用一顆微處理器接收Master IC 的控制周期中斷，并于固定的時間內(nèi)將該周期的運動命令計算出來并送給Master IC。當(dāng)然同時間也必須讀回Master IC上的信息，這顆微處理器是獨立于PC之外，通常會設(shè)計在外圍控制卡上，以凌華的 PCI-8372而言，是采用TI的浮點運算DSP。另外一種是利用PC上的CPU接收Master IC 的控制周期中斷，同樣的，必須于固定的時間內(nèi)將該周期的運動命令計算出來并送給Master IC，以工研院機械所開發(fā)的SSCNET-N601而言，是采用VenturCom的RTX開發(fā)環(huán)境，前者的好處是穩(wěn)定且方便機臺設(shè)計者使用，后者的好處是機臺設(shè)計者可以直接控制SSCNET，但必須考慮同步問題。 WUx}+3eWv  
=