2.2.1 UMAC的介绍
TX1600G镗铣加工中心的数控系统是在UMAC多轴运动控制器的基础上开 发的开放式数控系统 。UMAC(Universal Motion and Automation Controller)是由美国 Delta Tau公司推出的一种功能强大的多轴运动控制器  ，它集运动控制、数据采集 及PLC逻辑控制等功能为一体  ，是当今开世界上功能强大的运动控制器之一[23] 。
UMAC是一台拥有独立内存  ，可以独立运算的计算机  ，它既可以通过存储在 内部的程序独立地工作  ，也可以接受工控机的命令 。它还具有实时性和多任务性  ，能够自动地把任务进行优先等级判别  ，并按优先等级执行 。在整个控制系统中急 停功能、机械限位、硬件故障等优先级最高  ，当UMAC的CPU中出现此类任务 时  ，CPU会首先执行此任务  ，能够减少机床事故的发生 。
2.2.2 UMAC的优越性
1. UMAC是一种由一套3U结构的欧洲标准卡组成的模块化Turbo PMAC2 系统级控制器[24] 。它采用的处理器为Motorola DSP56303系列数字信号处理器 (80MHz)  ，比普通PMAC的处理器的性能高级 。UMAC最多可以同时控制32轴  ， 普通的PMAC只能同时控制8轴的运动 。
2. UMAC控制器外型呈3U框架结构  ，根据用户需求可选择不同尺寸的3U 机架 。在UMAC的3U机架中有封装好的电子器件  ，内置的连接器以及电源模块 [25] 。3U结构的UMAC控制器如图2.2所示  ，3U框架内通常有4到18个插卡槽  ， 可根据工业实际需要选择不同的附件板（如轴板  ，I/O板、CPU板）  ，将其插入3U 机架中  ，各附件板通过背板与UMAC连接[25] 。各附件板可从3U机架中滑入和滑 出  ，减少了系统配置和排除故障的时间  ，其模块化设计也大大提高了系统的开放 性和稳定性 。而一般的PMAC运功控制卡装在工控机的插槽中  ，与各附件板卡通 过导线相连  ，这种连接方式故障率高、安装效率低  ，不利于故障的查找  ，而且维 修不方便 。
3. UMAC有高速USB接口、串口、总线、Ethernet或MACRO光缆接口等
通讯方式 。其中总线形式包括：ISA总线、PCI总线、VEM总线和PC/104嵌入式 微机  ，而PMAC只有PCI,ISA总线和串口通讯 。课题中UMAC与上位机采用以太 网（Ethernet)进行通讯  ，这种通讯方式具有传输速度快、成本低、可靠性高等特点 。
4. UMAC的处理速度和存储性能优于普通PMAC  ，而且功能强大  ，在PMAC的基础上增加了 3维刀具半径补偿  ，多路复用器端口功能等 。

2.2.3 UMAC附件板的介绍
CPU板：UMAC有两种CPU主板可供选择  ，一种是Turbo PMAC2 CPU板  ，
它是一种完全独立控制的Turbo PMAC2  ，作为一个独立的单元插在3U机架中 。 一种是MACRO接口 CPU板  ，UMAC MACRO系统是通过光纤或双绞线远距离连 接PMAC2Ultralite板  ，优点是在很大程度上减少了布线的复杂性  ，消除了远距离 传输和电磁的干扰[26] 。
ACC24E-2A:是UMAC的一种扩展轴卡  ，它可提供四通道或两通道的伺服控 制器轴口  ，其两通道的ACC24E-2A结构图如图2.3所示 。该轴卡主要由：高度集 成的伺服控制门阵列、缓存电路、接口电路等组成 。可提供-10V?+10V的模拟电 压输出  ，并设有编码器反馈信号输入端口  ，从而实现对伺服电机的闭环控制[27] 。
ACC-65E:是UMAC Turbo或MACRO系统的通用输入输出（I/O)板  ，提供 24通道的光电隔离的输入接口和24通道的光电隔离的输出接口  ，其输入信号电压 为 12?24Vdc 。
ACC-66E:提供48通道的光电隔离的输入接口板  ，其输入信号电压为 12-24Vdc 。
2.2.4 UMAC控制变量的介绍
UMAC定义了很多变量  ，主要有I、M、P、Q四种类型的变量 。每种类型的 变量均为8192个  ，其控制功能不同 。
I变量主要用于初始化设置和系统多功能设置  ，其中包括电机设置、数据采集、 A/D转化、坐标系、编码器设置等功能 。I变量是一种系统定义好的全局变量  ，内 存中有其定义好的存储地址[28] 。在基于UMAC的数控系统的二次开发以及伺服系统的调试中  ，都必须掌握相关变量的使用方法 。用户在UMAC自带的调试软件 PEWIN32PRO中的TERMINAL窗口可以查看或设置I变量的值 。
M变量是一种指针变量  ，用户可以利用该变量对UMAC的内存和I/O空间 进行取存操作 。开发商对M变量没有预先定义  ，需用户自己定义 。定义M变量 就是为其分配在UMAC存储器中的地址  ，并指定其内存大小和格式[29] 。
P变量是一种通用的用户变量  ，在系统中有固定的地址  ，系统没有对其定义  ， 其值与坐标系无关 。Q变量与P变量类似  ，只是Q变量的使用与所在的坐标系有 关  ，是一种局部用户变量 。Q变量还有特殊用途  ，当Read读取A-Z字母变量值  ， 将其值保存到Q101-Q126中[21] 。