本實用新型涉及自動化機械設備
技術領域：
，特別涉及一種六軸混合型運動控制系統(tǒng)及自動化機械設備。
背景技術：
：目前，六軸運動控制器是自動化生產(chǎn)流程中的一部分，對于自動化生產(chǎn)有著非常重要的作用?，F(xiàn)有的六軸運動控制器中大多采用傳統(tǒng)單一的伺服接口或者單一的步進接口，這種單一的接口無法實現(xiàn)同時驅(qū)動步進電機和伺服電機，即不能兼容；并且，也無法區(qū)分主軸與從軸的固定次序，在自動化機械設備的設計生產(chǎn)過程中，容易造成工序前后不一致，且對操作者要求高，需要自主判定主軸，編寫軟件程序復雜。技術實現(xiàn)要素：本實用新型的主要目的是提出一種六軸混合型運動控制系統(tǒng)及自動化機械設備，旨在解決在同一個六軸混合型運動控制系統(tǒng)中伺服電機驅(qū)動器和步進電機驅(qū)動器無法兼容的問題。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提出的一種六軸混合型運動控制系統(tǒng)，該六軸混合型運動控制系統(tǒng)包括主控制器、四軸步進電機控制器、兩軸伺服電機控制器、多個步進電機驅(qū)動器及多個伺服電機驅(qū)動器，所述主控制器的第一數(shù)據(jù)輸入端用于連接上位機，所述主控制器的第二數(shù)據(jù)輸入端用于連接存儲器，所述主控制器的第一數(shù)據(jù)輸出端與所述四軸步進電機控制器的信號輸入端連接，所述主控制器的第二數(shù)據(jù)輸出端與所述兩軸伺服電機控制器的信號輸入端連接；所述四軸步進電機控制器的多個控制端與四個所述步進電機驅(qū)動器的受控端一一對應連接；所述兩軸伺服電機控制器的兩個控制端與多個所述伺服電機驅(qū)動器的受控端一一對應連接；其中，所述主控制器，用于將所述上位機和所述存儲器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成運動控制指令，并輸出至所述四軸步進電機控制器及所述兩軸伺服電機控制器；所述四軸步進電機控制器，用于在接收到所述運動控制指令時，輸出對應的第一脈沖信號至對應的四個所述步進電機驅(qū)動器，以控制四個所述步進電機驅(qū)動器驅(qū)動相應的步進電機工作；所述兩軸伺服電機控制器，用于在接收到所述運動控制指令時，輸出對應的第二脈沖信號至對應的兩個所述伺服電機驅(qū)動器，以控制兩個所述伺服電機驅(qū)動器驅(qū)動相應的伺服電機工作。優(yōu)選地，所述主控制器包括STM32F103ZET6型ARM集成芯片。優(yōu)選地，所述四軸步進電機控制器包括TC6004型集成芯片。優(yōu)選地，所述兩軸伺服電機控制器包括TC6012型集成芯片。優(yōu)選地，四個所述步進電機驅(qū)動器分別為X軸步進電機驅(qū)動器、Y軸步進電機驅(qū)動器、Z軸步進電機驅(qū)動器和V軸步進電機驅(qū)動器。優(yōu)選地，兩個所述伺服電機驅(qū)動器分別為U軸伺服電機驅(qū)動器和W軸伺服電機驅(qū)動器。優(yōu)選地，所述六軸混合型運動控制系統(tǒng)還包括第一數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換器及第二數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換器，所述第一數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換器串聯(lián)設置于所述主控制器及所述上位機之間，所述第二數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換器串聯(lián)設置于所述主控制器及所述存儲器之間。優(yōu)選地，所述六軸混合型運動控制系統(tǒng)還包括電源模塊，所述電源模塊分別與所述主控制器、所述四軸步進電機控制器及所述兩軸伺服電機控制器的電源端連接。本實用新型還提出一種自動化機械設備，所述自動化機械設備包括如上所述的六軸混合型運動控制系；其中，該六軸混合型運動控制系統(tǒng)包括主控制器、四軸步進電機控制器、兩軸伺服電機控制器、多個步進電機驅(qū)動器及多個伺服電機驅(qū)動器，所述主控制器的第一數(shù)據(jù)輸入端用于連接上位機，所述主控制器的第二數(shù)據(jù)輸入端用于連接存儲器，所述主控制器的第一數(shù)據(jù)輸出端與所述四軸步進電機控制器的信號輸入端連接，所述主控制器的第二數(shù)據(jù)輸出端與所述兩軸伺服電機控制器的信號輸入端連接；所述四軸步進電機控制器的多個控制端與多個所述步進電機驅(qū)動器的受控端一一對應連接；所述兩軸伺服電機控制器的多個控制端與多個所述伺服電機驅(qū)動器的受控端一一對應連接；所述主控制器，用于將所述上位機和所述存儲器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成運動控制指令，并輸出至所述四軸步進電機控制器及所述兩軸伺服電機控制器；所述四軸步進電機控制器，用于在接收到所述運動控制指令時，輸出對應的第一脈沖信號至對應的多個所述步進電機驅(qū)動器，以控制多個所述步進電機驅(qū)動器驅(qū)動相應的步進電機工作；所述兩軸伺服電機控制器，用于在接收到所述運動控制指令時，輸出對應的第二脈沖信號至對應的多個所述伺服電機驅(qū)動器，以控制多個所述伺服電機驅(qū)動器驅(qū)動相應的伺服電機工作。本實用新型通過主控制器將所述上位機和所述存儲器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成運動控制指令輸出至四軸步進電機控制器及兩軸伺服電機控制器，從而通過兩個不同的控制器分別控制步進電機驅(qū)動器和伺服電機驅(qū)動器，這樣，通過分立的兩個電機控制器解決在同一個六軸混合型運動控制系統(tǒng)中伺服電機驅(qū)動器和步進電機驅(qū)動器無法兼容的問題，并實現(xiàn)六軸混合運動控制的目的。此外，本實用新型通過四軸步進電機控制器及兩軸伺服電機控制器分立控制固定系統(tǒng)主軸，并通過參數(shù)設置選擇雙主軸控制，從而解決解決系統(tǒng)變化不足，容易造成工序前后不一致的問題。附圖說明為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖示出的結(jié)構(gòu)獲得其他的附圖。圖1為本實用新型六軸混合型運動控制系統(tǒng)應用于自動化機械設備的功能模塊示意圖；圖2為圖1所示的六軸混合型運動控制系統(tǒng)中主控制器的具體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖1所示的六軸混合型運動控制系統(tǒng)中四軸步進電機控制器的具體結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖1所示的六軸混合型運動控制系統(tǒng)中兩軸伺服電機控制器的具體結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖1所示的六軸混合型運動控制系統(tǒng)中四軸步進電機驅(qū)動器的具體結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖1所示的六軸混合型運動控制系統(tǒng)中兩軸伺服電機驅(qū)動器的具體結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為圖1所示的六軸混合型運動控制系統(tǒng)中電源模塊的具體結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標號說明：標號名稱標號名稱10主控制器100六軸混合型運動控制系統(tǒng)20四軸步進電機控制器200上位機30兩軸伺服電機控制器300存儲器40步進電機驅(qū)動器50伺服電機驅(qū)動器41X軸步進電機驅(qū)動器51W軸伺服電機驅(qū)動器42Y軸步進電機驅(qū)動器52U軸伺服電機驅(qū)動器43Z軸步進電機驅(qū)動器60電源模塊44V軸步進電機驅(qū)動器本實用新型目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例，參照附圖做進一步說明。具體實施方式下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。需要說明，若本實用新型實施例中有涉及方向性指示(諸如上、下、左、右、前、后……)，則該方向性指示僅用于解釋在某一特定姿態(tài)(如附圖所示)下各部件之間的相對位置關系、運動情況等，如果該特定姿態(tài)發(fā)生改變時，則該方向性指示也相應地隨之改變。另外，若本實用新型實施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，則該“第一”、“第二”等的描述僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示其相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。另外，各個實施例之間的技術方案可以相互結(jié)合，但是必須是以本領域普通技術人員能夠?qū)崿F(xiàn)為基礎，當技術方案的結(jié)合出現(xiàn)相互矛盾或無法實現(xiàn)時應當認為這種技術方案的結(jié)合不存在，也不在本實用新型要求的保護范圍之內(nèi)。本實用新型提出一種六軸混合型運動控制系統(tǒng)，應用于工業(yè)機器人等自動化機械設備中。參照圖1至圖4，在本實用新型一實施例中，該六軸混合型運動控制系統(tǒng)100包括主控制器10、四軸步進電機控制器20、兩軸伺服電機控制器30、多個步進電機驅(qū)動器40及多個伺服電機驅(qū)動器50，所述主控制器10的第一數(shù)據(jù)輸入端用于連接上位機200，所述主控制器10的第二數(shù)據(jù)輸入端用于連接存儲器300，所述主控制器10的第一數(shù)據(jù)輸出端與所述四軸步進電機控制器20的信號輸入端連接，所述主控制器10的第二數(shù)據(jù)輸出端與所述兩軸伺服電機控制器30的信號輸入端連接；所述四軸步進電機控制器20的多個控制端與四個所述步進電機驅(qū)動器40的受控端一一對應連接；所述兩軸伺服電機控制器30的兩個控制端與多個所述伺服電機驅(qū)動器50的受控端一一對應連接；其中，所述主控制器10，用于將所述上位機200和所述存儲器300傳輸?shù)臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成運動控制指令，并輸出至所述四軸步進電機控制器20及所述兩軸伺服電機控制器30；所述四軸步進電機控制器20，用于在接收到所述運動控制指令時，輸出對應的第一脈沖信號至對應的四個所述步進電機驅(qū)動器40，以控制四個所述步進電機驅(qū)動器40驅(qū)動對應的步進電機工作；所述兩軸伺服電機控制器30，用于在接收到所述運動控制指令時，輸出對應的第二脈沖信號至對應的兩個所述伺服電機驅(qū)動器50，以控制兩個所述伺服電機驅(qū)動器50驅(qū)動對應的伺服電機工作。具體地，主控制器10將上位機200和存儲器300傳輸?shù)臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成運動控制指令后輸出至所述四軸步進電機控制器20及所述兩軸伺服電機控制器30；四軸步進電機控制器20在接收到所述運動控制指令時，輸出對應的第一脈沖信號至對應的多個所述步進電機驅(qū)動器40，以控制步進電機驅(qū)動器40驅(qū)動對應的步進電機工作；兩軸伺服電機控制器30在接收到所述運動控制指令時，輸出對應的第二脈沖信號至對應的伺服電機驅(qū)動器50，以控制對應的伺服電機驅(qū)動器50驅(qū)動相應的伺服電機工作。本實用新型通過主控制器10將所述上位機200和所述存儲器300傳輸?shù)臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成運動控制指令輸出至四軸步進電機控制器20及兩軸伺服電機控制器30，從而通過兩個不同的控制器分別控制步進電機驅(qū)動器40和伺服電機驅(qū)動器50，這樣，通過分立的兩個電機控制器解決在同一個六軸混合型運動控制系統(tǒng)100中伺服電機驅(qū)動器50和步進電機驅(qū)動器40無法兼容的問題，并實現(xiàn)六軸混合運動控制的目的。此外，本實用新型通過至四軸步進電機控制器20及兩軸伺服電機控制器30分立控制固定系統(tǒng)主軸，并通過參數(shù)設置選擇雙主軸控制，從而解決解決系統(tǒng)變化不足，容易造成工序前后不一致的問題。進一步地，上述實施例中，主控制器10優(yōu)選采用STM32F103ZET6型ARM集成芯片實現(xiàn)。四軸步進電機控制器20優(yōu)選采用TC6004型集成芯片來實現(xiàn)。兩軸伺服電機控制器30優(yōu)選采用TC6012型集成芯片來實現(xiàn)。本實施例中，TC6012型集成芯片和TC6004型集成芯片的內(nèi)部均集成有硬件及電機控制算法，在設計六軸混合型運動控制系統(tǒng)100時，僅需通過上位機200對電機的相關參數(shù)進行設置，并通過STM32F103ZET6型ARM集成芯片進行數(shù)據(jù)處理后，即可實現(xiàn)對應的電機運動控制，從而驅(qū)動電機工作，從而解決了編寫軟件程序復雜的問題，無需開發(fā)人員對高級電機控制算法如foc算法掌握熟練，進而縮短了自動化機械設備的開發(fā)周期。參照圖1至圖7，在一優(yōu)選實施例中，四個所述步進電機驅(qū)動器40的數(shù)量為X軸步進電機驅(qū)動器41、Y軸步進電機驅(qū)動器42、Z軸步進電機驅(qū)動器43和V軸步進電機驅(qū)動器44。本實施例中，四個步進電機驅(qū)動器40分別對應控制四個軸向的步進電機，以在接收到四軸步進電機控制器20輸出的脈沖信號時，產(chǎn)生相應的電流從而驅(qū)動電機工作。進一步，兩個所述伺服電機驅(qū)動器50分別為W軸伺服電機驅(qū)動器51和U軸伺服電機驅(qū)動器52。本實施例中，兩個步進電機驅(qū)動器40分別對應控制兩個軸向的伺服電機，以在接收到兩軸伺服電機控制器30輸出的脈沖信號時，產(chǎn)生相應的電流從而驅(qū)動電機工作。可以理解的是，上述實施例中，W軸伺服電機驅(qū)動器51或U軸伺服電機驅(qū)動器52和X軸步進電機驅(qū)動器41均可以設置為主軸，通過雙主軸可以控制其他軸向的電機進行相應的機械運動，從而實現(xiàn)機械設備的自動化。參照圖1至圖7，在一優(yōu)選實施例中，六軸混合型運動控制系統(tǒng)100還包括第一數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換器(圖未示出)及第二數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換器(圖未示出)，所述第一數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換器串聯(lián)設置于所述主控制器10及所述上位機200之間，所述第二數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換器串聯(lián)設置于所述主控制器10及所述存儲器300之間。本實施例中，通過設置第一數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換器，上位機200可以使用USB總線協(xié)議，向外發(fā)送數(shù)據(jù)，第一數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換器內(nèi)部將數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)變?yōu)橹骺刂破?0能夠通信的串行信號，如RS232串行信號，再發(fā)送到主控制器10，從而實現(xiàn)主控制器10與上位機200之間進行通訊。第二數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換器優(yōu)選采用SPI接口，第二數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換器用于實現(xiàn)主控制器10與存儲器300之間的通訊。參照圖1至圖7，基于上述實施例，所述六軸混合型運動控制系統(tǒng)100還進一步包括電源模塊60，所述電源模塊60分別與所述主控制器10、所述四軸步進電機控制器20及所述兩軸伺服電機控制器30的電源端連接。本實施例中，電源模塊60用于在其輸入端VCC接入交流電源(圖未標示)時，將接入的交流電源轉(zhuǎn)換成合適的直流電源后輸出至主控制器10、所述四軸步進電機控制器20，以供主控制器10、所述四軸步進電機控制器20工作。其中電源模塊60包括多個并聯(lián)設置的電容，多個并聯(lián)設置的電容為退耦電容，以提高給主控制器10、所述四軸步進電機控制器20，以供主控制器10、所述四軸步進電機控制器20在采用集成芯片時供電電源質(zhì)量。電源模塊60還包括降壓芯片，降壓芯片用于將直流電源經(jīng)降壓后輸出。本實用新型還提出一種自動化機械設備，該自動化機械設備包括上所述的六軸混合型運動控制系統(tǒng)。該六軸混合型運動控制系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)參照上述實施例，由于自動化機械設備采用了上述六軸混合型運動控制系統(tǒng)所有實施例的全部技術方案，因此至少具有上述六軸混合型運動控制系統(tǒng)實施例的技術方案所帶來的所有有益效果，在此不再一一贅述。以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是在本實用新型的發(fā)明構(gòu)思下，利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接/間接運用在其他相關的
技術領域：
均包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。當前第1頁1 2 3