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Aerotech UNIDEX 100 / U100i 单轴运动控制器
时间: 2026-10-09浏览次数：
Aerotech UNIDEX 100 / U100i 单轴运动控制器
Aerotech UNIDEX 100 / U100i 单轴运动控制器
产品概述
系统组成：控制器硬件 + UT100 上位机软件 + 各类选件配件。
U100：控制板 + 功率板一体，直接驱动电机；
U100i：纯控制板，输出模拟指令给外部功率放大器。
订货型号系列：
U100M/U101M：微步进驱动；
U100S/U101S：直流伺服；
U100Z/U101Z：无刷伺服。
配套电机列表：步进、直流伺服、无刷伺服电机型号、扭矩、转速、母线电压、保险丝规格。
可选配件：手持终端 HT、手轮 Joystick、数字拨轮 Thumbwheel、LED 数码显示、IEEE‑488 (GPIB)、旋变‑数字转换 R/D 板、INT 隔离 I/O 扩展板。
安全警告：接线前断电；运动机构远离人员；防止静电损坏板卡。
快速入门 Getting Started
拆包与静电防护：检查运输损坏；板卡必须防静电手环，禁止触碰芯片引脚。
PC 最低硬件环境：80486 及以上 CPU，4MB 内存，EGA/VGA，4MB 硬盘，DOS5.0+ / Windows3.1/95。
硬件接线
RS‑232 使用空 Modem 交叉线缆连接 PC‑COM 口与控制器 P1；
U100 接电机、编码器、限位；U100i 接外部 BA 放大器。
软件安装
修改 CONFIG.SYS/ CONFIG.NT 加载 ANSI.SYS；
拷贝软盘 UT100 软件，运行com_100.exe COMx建立通讯。
UT100 主菜单：
A‑File 文件编辑；B‑Run 运行程序；C‑MDI 手动指令；D‑Status 状态监视；E‑Control 控制；F‑Misc 杂项。
示例程序1）简单梯形运动：设置加减速 T、速度 V、距离 D、GO 执行运动； 2）往复运动循环； 3）双任务多任务演示：Task1 跑电机往复，Task2 屏幕计数同时运行。
支持双任务 Task1 / Task2 并行执行。
硬件配置与接口说明
3.1 连接器（U100 与 U100i 大部分接口一致）
P1 COM 口（RS‑232，可改 RS‑422）：连接 PC、手持终端 HT，提供 5V 给 HT 供电。
P2 I/O 端口（37‑pin D‑SUB）
光耦隔离数字输入输出；
1 路模拟输入 ±10V，1 路模拟输出 ±10V，8bit 分辨率。
P3 编码器 / 限位 / 霍尔（25‑pin D‑SUB）
主增量编码器 SIN/COS/MKR 差分信号；
正负硬限位、Home 原点；
无刷电机霍尔传感器输入。
P4 辅助编码器（9‑pin D‑SUB）：第二路编码器，用于双闭环、手轮输入。
扩展槽 Option Bay：安装 R/D 旋变板、IEEE488、INT‑I/O 板、拨轮 / 显示接口板。
U100 独有：电机功率端子排、电源开关、保险丝；
U100i 独有：AMP 反馈连接器，对接外部 BA 放大器。
3.2 U100 面板 LED 状态灯
Shunt Active：泄放电阻工作；
Drive Fault：驱动故障（过流、短路）；
Marker：编码器 Z 索引脉冲；
Reset：上电 / 外部复位；
Control Fault：反馈错误、程序运行错误；
Remote：上位机远程模式；
In Position：到位，轴到达目标位置；
Overload：过载（位置误差、速度误差、过流）；
+Limit /‑Limit：正负硬件限位触发。
3.3 主板跳线配置
JP8：电流 / 速度命令模式；
JP13/JP18/JP19：输出电流量程选择；
JP16/JP17：电机类型（有刷、无刷、步进）；
JP34：固件下载 BOOT 跳线。
3.4 U100 电源板
AC 输入跳线选择 100/115/230VAC；多组保险丝：电机保险丝 F1、交流进线 F2、5V F3、泄放 F4；支持外接变压器修改直流母线电压。
3.5 可选硬件配件详细说明
HT 手持终端：RS232 本地操作，编辑、运行程序、查看状态。
操纵杆 Joystick：模拟输入，比例调速，示教定位。
Thumbwheel 数字拨轮：面板输入数值，通过端口变量 PV 读取；支持 2 个拨轮。
6 位 LED 数码显示：输出位置、变量数值，写端口变量 PV 驱动。
R/D Resolver‑Digital 转换器板：支持旋转变压器 / 感应同步器；12/14/16bit 分辨率；支持高速自动降分辨率模式提升转速。
INT 扩展 I/O 板：对接 OPTO22 PB 系列隔离 I/O 机架，大规模扩展数字 IO；支持中断。
IEEE‑488 (GPIB) 接口板：GPIB 总线控制，支持 SRQ 服务请求。
软件安装与界面（UT100）
UT100 软件菜单功能：
File：新建 / 编辑 PGM 程序、MAC 宏、DEF 参数定义、CAM 凸轮文件；
Run：选择 Task1/Task2，Auto 自动 / Block 单块模式运行；
MDI：手动单条指令即时执行；
Status：运动状态、通用系统状态、内存、固件版本查看；
Control：限位复位、任务停止；
Misc：删除 / 复制 / 归档文件，参数 Setup 配置。
文件类型：
PGM：主程序；MAC 宏；DEF 参数配置；CAM 凸轮轨迹；LST 列表编译输出。
手持终端 HT 操作流程。
编程命令集
双任务多任务操作系统：Task1、Task2 分时调度，独立运行；任务锁 LOCK；
中断与异常处理 Exception Processing：丰富的掩码寄存器（Invert、Latch、Disable、SRQ、Freeze、Task 掩码、方向掩码），用于限位、故障、外部中断响应；
服务请求 SRQ：向上位机上报事件。
完整命令库（几十条）：
运动：A 加减速、V 速度、D 距离、T 斜坡时间、GO 启动运动、HM 硬件回零、ABSL 绝对模式、INCR 增量模式、GEAR 电子齿轮、CAM 凸轮、DW dwell 延时；
程序流：IF/ELSE/ELSEIF、GOTO、GOSUB、MAC 宏、BEGIN‑END、ENDMAC、ENDSUB、EXIT；
数学：ABS，SIN，COS，SQRT，加减乘除与 / 或异或；
IO 与通讯：GC 读字符、PM 打印消息、DAC/ADC 数模 / 模数转换；
自动调谐 TUNE；
变量体系：BV（基础变量）、FV 浮点变量；整数 24bit/48bit，浮点数。
参数 PRM 参数集
参数编号PRM:XXX，分为 4 大类：
通讯参数 PRM:001‑041RS‑232、IEEE‑488 配置，Daisy‑Chain 菊花链，SRQ 请求，任务启动程序，状态显示格式。
轨迹生成参数 PRM:100‑163用户单位缩放、斜坡时间、S 曲线、到位容差、原点搜索参数、软硬限位、外部中断配置、样条 SPLINE 插补全套参数、凸轮 CAM 配置。
驱动电机参数 PRM:200‑241步进：运行电流、保持电流、丢步检测、阻尼； 伺服：Kp Ki Kpos Kf PID 增益、前馈、电流限制、位置 / 速度误差陷阱； 电子齿轮 GEAR 模式；无刷电机换相配置；轴标定、背隙补偿。
系统底层参数 PRM:300‑334各个环路更新周期（伺服环、编码器、R/D 旋变、故障掩码），缓冲区内存分配，错误状态掩码配置。
寄存器与变量 REG 寄存器
REG:XXX硬件寄存器，分为：
通讯寄存器：BIT 输入输出、定时器、RS‑232 队列、IEEE488 总线状态；
运动寄存器：编码器计数值、速度、锁存位置；
驱动寄存器：指令位置、反馈位置、电流指令、位置误差、速度反馈；
系统状态寄存器：运动状态、错误状态、轴状态；
寄存器可读 / 部分可写，用于程序实时读取硬件状态。
示例程序
提供可直接使用的范例源码：
梯形运动、运动中输出 IO；拨轮输入距离；LED 显示；
手持终端操作员输入；多任务；运行中数据记录；主从跟随；操纵杆比例控制；
外部中断修改运动轨迹；编码器计数器操作；IEEE‑488 通讯示例（HP85、QuickBASIC）。
技术硬件细节
U100 功率板、控制板框图；
有刷直流、步进、无刷电机完整接线；
编码器、限位、霍尔电气规格；
RS‑232/RS‑422 接线；
I/O 口电气参数（光耦输入输出、模拟 IO）；
U100i 放大器反馈连接器引脚。
故障排查 TROUBLESHOOTING
三大类故障表格：
安装上电、通讯故障；
电机相关故障（不转、抖动、过载、丢步）；
各类驱动故障、限位、报错；给出现象、根因、排查处理步骤。
PID 环路调谐
PID 参数 Kp/Ki/Kpos/Kf 各个增益物理含义；
调谐步骤；参数变化对系统稳定性、超调、响应的影响；
速度反馈信号配置要点。
Host 主机模式操作
不用 UT100 界面，外部上位机（C/BASIC 等）通过 RS‑232/IEEE488 直接协议控制控制器：
运行 PGM、即时命令、文件上传下载；
读写参数 PRM；读写寄存器 REG；读写变量；任务控制；清除限位。
