一種多接口運動控制器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及運動控制領域，特別涉及一種多接口運動控制器。
【背景技術】
[0002]在機器人、數(shù)控機床或其它多軸系的運動控制系統(tǒng)中，多軸運動控制器是最核心的組成部分，近年來越來越多的力量投入到多軸運動器的研究中，在市場上也出現(xiàn)了接口不一、性能各異的同類產(chǎn)品。隨著機電設備智能化的發(fā)展，其控制系統(tǒng)的機載化、小型化成為一種必然的趨勢?，F(xiàn)有的運動控制設備多為運動控制卡，承載于工控主機，雖然性能強大但是平臺復雜，體積龐大。無法達到小型化、輕量級的要求。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型要解決的技術問題在于，針對現(xiàn)有技術的上述無法滿足小型化、輕量級要求的缺陷，提供一種能滿足小型化、輕量級要求的多接口運動控制器。
[0004]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:構(gòu)造一種多接口運動控制器，包括ARM控制器、FPGA、上位機、串口、網(wǎng)口、USB接口、CAN接口、上位機、電機驅(qū)動器和電機，所述電機上安裝有電機旋轉(zhuǎn)編碼器，所述ARM控制器分別通過所述串口、網(wǎng)口、USB接口和CAN接口與所述上位機連接，所述FPGA分別與所述ARM控制器和電機驅(qū)動器連接、用于對產(chǎn)生電機控制信號并進行調(diào)制輸出、同時通過所述電機旋轉(zhuǎn)編碼器的反饋信號來讀取所述電機的位置進行閉環(huán)控制，所述電機驅(qū)動器還與所述電機連接、用于驅(qū)動所述電機。
[0005]在本實用新型所述的多接口運動控制器中，還包括SDRAM存儲器，所述SDRAM存儲器與所述ARM控制器連接、用于存儲插補數(shù)據(jù)。
[0006]在本實用新型所述的多接口運動控制器中，還包括閃存，所述閃存與所述ARM控制器連接、用于存儲加工文件。
[0007]在本實用新型所述的多接口運動控制器中，所述ARM控制器與所述FPGA通過SPI總線和I2C總線相互連接通信，所述SPI總線管理數(shù)據(jù)業(yè)務，所述I2C總線管理所述FPGA的狀態(tài)及連接方式。
[0008]在本實用新型所述的多接口運動控制器中，所述FPGA向所述ARM控制器提供關鍵事件中斷信號。
[0009]在本實用新型所述的多接口運動控制器中，所述串口包括UART接口。
[0010]在本實用新型所述的多接口運動控制器中，所述電機驅(qū)動器為伺服電機驅(qū)動器或步進電機驅(qū)動器。
[0011]實施本實用新型的多接口運動控制器，具有以下有益效果:由于使用ARM控制器、FPGA,上位機、串口、網(wǎng)口、USB接口、CAN接口、上位機、電機驅(qū)動器和電機，電機上安裝有電機旋轉(zhuǎn)編碼器，ARM控制器分別通過串口、網(wǎng)口、USB接口和CAN接口與上位機連接，F(xiàn)PGA分別與ARM控制器和電機驅(qū)動器連接、用于對產(chǎn)生電機控制信號并進行調(diào)制輸出、同時通過電機旋轉(zhuǎn)編碼器的反饋信號來讀取電機的位置進行閉環(huán)控制，在一個設備上集成了多種接口，所以其能滿足小型化、輕量級要求。
【附圖說明】
[0012]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)這些附圖獲得其他的附圖。
[0013]圖1為本實用新型多接口運動控制器一個實施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0014]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)造性勞動的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。
[0015]在本實用新型多接口運動控制器實施例中，其多接口運動控制器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。圖1中，該多接口運動控制器包括ARM控制器、FPGA、上位機、串口、網(wǎng)口、USB接口、CAN接口、上位機、電機驅(qū)動器和電機，電機上安裝有電機旋轉(zhuǎn)編碼器(圖中未示出)，ARM控制器分別通過串口、網(wǎng)口、USB接口和CAN接口與上位機連接，上位機可以通過串口、網(wǎng)口、USB接口向ARM控制器設置或發(fā)送加工數(shù)據(jù)或文件，即在上位機設計加工數(shù)據(jù)，在多接口運動控制器脫機時執(zhí)行。FPGA分別與ARM控制器和電機驅(qū)動器連接、用于對產(chǎn)生電機控制信號并進行調(diào)制輸出、同時通過電機旋轉(zhuǎn)編碼器的反饋信號來讀取電機的位置進行閉環(huán)控制，電機驅(qū)動器還與電機連接、用于驅(qū)動電機。上述串口包括很多種接口，例如UART接口、RS232接口、RS485接口等等。值得一提的是，本實施例中，電機控制信號有兩組，其中一組為方向信號，通過I或O來指定運動的方向，另外一組為步進信號，每發(fā)一個脈沖代表電機旋轉(zhuǎn)一個角度；通過電機旋轉(zhuǎn)編碼器的反饋信號，可得知電機實際旋轉(zhuǎn)的角度和位置。由于在一個設備(多接口運動控制器)上集成了多種接口，其大大減小了體積，所以其能滿足小型化、輕量級要求。
[0016]值得一提的是，本實施例中，F(xiàn)PGA設有FIFO存儲器，當ARM控制器進行控制時，將電機每個軸當前的位移數(shù)據(jù)輸入到FPGA的FIFO (First In First Out，先進先出)存儲器，然后通過讀取FPGA來得到電機當前的位置數(shù)據(jù)。FPGA根據(jù)ARM控制器設定的頻率發(fā)送脈沖，捕捉旋轉(zhuǎn)編碼器的信號并將其返回給ARM控制器。本實施例中，該多接口運動控制器還包括SDRAM存儲器，SDRAM存儲器與ARM控制器連接、用于存儲插補數(shù)據(jù)。本實施例中，SDRAM存儲器的個數(shù)為兩個，當然，在本實施例的一些情況下，SDRAM存儲器的個數(shù)可根據(jù)具體情況進行相應擴展或縮減，其使用方式比較靈活。
[0017]本實施例中，該多接口運動控制器還包括閃存，閃存即是NAND FLASH，閃存與ARM控制器連接、用于存儲加工文件，例如:G代碼或CNC文件等。本實施例中，ARM控制器與FPGA通過SPI總線和I2C總線相互連接通信，SPI總線管理數(shù)據(jù)業(yè)務，I2C總線管理所述FPGA的狀態(tài)及連接方式。EINT為FPGA提供給ARM控制器的關鍵事件中斷信號，以便ARM控制器在事件發(fā)生時讀取FPGA的數(shù)據(jù)。
[0018]本實施例中，電機驅(qū)動器為伺服電機驅(qū)動器或步進電機驅(qū)動器，可實現(xiàn)控制信號到電機電氣驅(qū)動信號的轉(zhuǎn)換。
[0019]總之，在本實施例中，在一個設備上集成了多種接口，所以其能滿足小型化、輕量級要求。另外，該多接口運動控制器的功耗較低，與工控機等大型平臺相比可以忽略不計。電機控制信號的產(chǎn)生及旋轉(zhuǎn)編碼器的計數(shù)采用FPGA實現(xiàn)，極大地增強了系統(tǒng)的精度和可靠性。
[0020]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種多接口運動控制器，其特征在于，包括ARM控制器、FPGA,上位機、串口、網(wǎng)口、USB接口、CAN接口、上位機、電機驅(qū)動器和電機，所述電機上安裝有電機旋轉(zhuǎn)編碼器，所述ARM控制器分別通過所述串口、網(wǎng)口、USB接口和CAN接口與所述上位機連接，所述FPGA分別與所述ARM控制器和電機驅(qū)動器連接、用于對產(chǎn)生電機控制信號并進行調(diào)制輸出、同時通過所述電機旋轉(zhuǎn)編碼器的反饋信號來讀取所述電機的位置進行閉環(huán)控制，所述電機驅(qū)動器還與所述電機連接、用于驅(qū)動所述電機。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多接口運動控制器，其特征在于，還包括SDRAM存儲器，所述SDRAM存儲器與所述ARM控制器連接、用于存儲插補數(shù)據(jù)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多接口運動控制器，其特征在于，還包括閃存，所述閃存與所述ARM控制器連接、用于存儲加工文件。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項所述的多接口運動控制器，其特征在于，所述ARM控制器與所述FPGA通過SPI總線和I2C總線相互連接通信，所述SPI總線管理數(shù)據(jù)業(yè)務，所述I2C總線管理所述FPGA的狀態(tài)及連接方式。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多接口運動控制器，其特征在于，所述FPGA向所述ARM控制器提供關鍵事件中斷信號。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多接口運動控制器，其特征在于，所述串口包括UART接口。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多接口運動控制器，其特征在于，所述電機驅(qū)動器為伺服電機驅(qū)動器或步進電機驅(qū)動器。
【專利摘要】本實用新型提出了一種多接口運動控制器，包括ARM控制器、FPGA、上位機、串口、網(wǎng)口、USB接口、CAN接口、上位機、電機驅(qū)動器和電機，所述電機上安裝有電機旋轉(zhuǎn)編碼器，所述ARM控制器分別通過所述串口、網(wǎng)口、USB接口和CAN接口與所述上位機連接，所述FPGA分別與所述ARM控制器和電機驅(qū)動器連接、用于對產(chǎn)生電機控制信號并進行調(diào)制輸出、同時通過所述電機旋轉(zhuǎn)編碼器的反饋信號來讀取所述電機的位置進行閉環(huán)控制，所述電機驅(qū)動器還與所述電機連接、用于驅(qū)動所述電機。實施本實用新型的多接口運動控制器，具有以下有益效果：能滿足小型化、輕量級要求。
【IPC分類】G05B19/042
【公開號】CN204832853
【申請?zhí)枴緾N201520443858
【發(fā)明人】周茂林
【申請人】周茂林
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年6月24日