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在自动化设计阶段，有许多事情需要考虑:机械标准可以主导设计方法，因为力和运动轮廓是驱动自动化结果的最重要因素。运动控制电子也需要在设计过程的开始考虑。当控制和机制很好地结合在一起时，结果是一个健壮的机器，以合理的成本表现良好。
有广泛的控制产品可用，它们可以通过需要多大的开发工作来进行分组，以生产完全运行的控制系统：根据FPGA设计使用ASIC运动控制芯片，板电平控制器和盒式控制器。
从芯片级设计开始，需要付出最大的开发努力，因为需要创建整体电路设计、采购部件、设计和制造PCB、编写和验证固件和接口代码，以及完成产品测试。虽然从空白FPGA开始需要大量的编程和故障排除时间，但使用专为控制运动系统而设计的ASIC运动控制芯片可以减少大量的风险和开发时间。
由于控制系统的基本结构已经被开发和验证，板盒级控制器大大减少了开发时间，但这些控制器的缺点是性能和功能很难改变或定制。
本白皮书将涵盖选择伺服运动控制器时需要考虑的因素。
定义轴的#:
系统中有多少台电机，他们需要在运动中协调？将被电子控制的每个电动机将被定义为轴。（如果使用三个电机用于移动所有正交的三个线性载玻片，这将定义笛卡尔空间，并且是铣削机等3轴系统的常见方法。当第四电动机添加到笛卡尔空间时，通常旋转，这将创建一个4轴加工中心。）
定义运动集：
需要什么类型的运动？电机之间有两种类型的协调：线性和圆形插值。线性插值是当两个或更多电动机以线性时装一起移动时;运动将描述两个电机之间的一条线。圆形插值以非线性方式移动电机。可以用线性，圆形和线性/圆形插值移动创建的基本形状如图1所示。
如果电机彼此独立运动，任何电机控制器的组合都可以使用。例如，如果一台机器中有四个电机，则可以使用四个1轴控制器，只要控制器之间有一个机制或通信，以确保电机在适当的时间执行它们的任务。或者，使用多轴控制器可能更有意义。
Linear-coordinated轴
如果机器需要协调两个或更多电机，则控制器需要具有插值函数，因此每个电动机的相对运动被引用在插值组中的其他电动机中。
线性插值通常易于编程，因为控制器执行计算。通过针对所有涉及的电机指定结束目标位置，控制器将采用该信息并将计算和调整输出脉冲，因为执行移动，因此每个轴同时达到其位置。
圆形协调轴
用圆周运动关系移动两个电动机的能力允许生成轮廓，或者对于电动机以加速和速度相对于插值组中的其他电动机速度。
然而，仅在线性或圆形模式的运动限制了可能的形状。当你将线性/圆形插值的两种插值类型结合在一起时，它变得更加有趣，这打开了生产几乎任何三维形状或做高度复杂或复杂的雕刻和蚀刻的能力。
其他考虑因素：
输出控制能力，如何配置I / O，以及编程/控制集看起来像选择控制器时的其他需要考虑的东西。这些可以从没有灵活性和少量的灵活性和能力。
输出控制：
您需要位置或速度控制运动吗？您需要快速移动，以及在哪个分辨率下？这些问题的答案将确定您是否需要编码器反馈，并将确定控制器的输出脉冲频率和编码器输入频率的要求。通常，输出脉冲相当于编码器脉冲的移动。
I / O配置:
运动系统通常需要具有除编码器之外的输入，并且除了脉冲和方向的输出到电机驱动器。附加输入给出了控制器其他与安全相关信息，例如通过使用最终限位开关和家庭开关在空间中的位置。当触发这些时，控制器可以确保在执行后续操作之前完成某些操作。
通常，输出是数字，带开/关状态。这些可以发送用于同步多个控制器之间的动作的信号。
编程/控制设置:
如何与控制器沟通以及告诉它做什么与系统硬件设计的内在能力同样重要。一个有用的控制器将有能力接收来自外部用户编写的程序和板载程序/接口的命令，这将允许测试功能，并可以在必要时自己运行。通过外部程序进行控制将允许将外部数据纳入到运动控制过程中，程序可以处理和分析数据，作为输入来确定下一组需要的运动。如果不需要这种复杂程度，那么带有编程能力的机载控制可能会减轻开发用户界面的需要。
选择控制器：
考虑到这些因素和需求，你应该更容易确定你的控制器需求，特别是您的应用程序是否能从控制器芯片(具有从头设计编程功能的所有好处)的使用中获得最大的好处，还是使用更全面、更少定制机会的一体化解决方案，例如盒式控制器。联系日本脉冲，讨论您的运动控制应用的控制器可能性。
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