伺服电机驱动电路及3D打印装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种伺服电机驱动电路及3D打印装置，通过运动控制器与定时器连接，用于向定时器发送驱动使能信号；脉冲周期提供单元与定时器和第一比较单元连接，用于在每个脉冲周期开始时刻向定时器和第一比较单元发送脉冲周期值；定时器与第一比较单元连接，用于在驱动使能信号的使能期间，响应接收到的脉冲周期值进行初始化，以脉冲周期值为计时周期进行循环计时，将计时时长发送至第一比较单元；第一比较单元用于根据预设占空比、脉冲周期值和计时时长，获取满足预设占空比的当前电平信息，并根据当前电平信息向伺服电机发送高电平或者低电平的驱动信号，从而实现对驱动信号在各脉冲周期中占空比的精确控制，提高伺服电机的运行连贯性。

Servo Motor Driving Circuit and 3D Printing Device

【技术实现步骤摘要】
伺服电机驱动电路及3D打印装置
本专利技术涉及驱动控制
，尤其涉及一种伺服电机驱动电路及3D打印装置。
技术介绍
现有的3D打印机通常包括字车和支撑平台，字车上安装有打印头，通常字车在伺服电机的驱动下在打印区域中维持匀速运动，在非打印区域中进行加速运动或减速运动，例如在进行目标物体打印之前字车需要做加速运动直到字车的移动速度达到打印区域中设定的速度值，在目标物体的当前打印区域完成后，字车需要做减速运动直到速度为0，之后再做加速运动进行下一区域的打印。因此需要根据运动需要而对伺服电机的加速、匀速和减速转动进行准确控制。现有技术中，由单片机或计算机的软件控制伺服电机的转动，进而驱动字车交替进行加速、匀速和减速的运动。然而，单片机或计算机输出脉冲的占空比不稳定，导致输出脉冲频率不准确，由此给移动部件的加减速移动造成不连贯的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种伺服电机驱动电路及3D打印装置，提高了驱动信号的占空比稳定性，从而提高了3D打印装置中移动部件的加减速移动的连贯性。本专利技术实施例的第一方面，提供一种伺服电机驱动电路，包括：运动控制器、定时器、第一比较单元和脉冲周期提供单元；所述运动控制器与所述定时器连接，用于向所述定时器发送驱动使能信号；所述脉冲周期提供单元与所述定时器和所述第一比较单元连接，用于在每个脉冲周期开始时刻向所述定时器和所述第一比较单元发送脉冲周期值；所述定时器与所述第一比较单元连接，用于在所述驱动使能信号的使能期间，响应接收到的所述脉冲周期值进行初始化，以所述脉冲周期值为计时周期进行循环计时，并将计时时长发送至所述第一比较单元；所述第一比较单元用于根据预设占空比、所述脉冲周期值和所述计时时长，获取满足所述预设占空比的当前电平信息，并根据所述当前电平信息向伺服电机发送高电平或者低电平的驱动信号。可选地，所述脉冲周期提供单元包括：锁存器、锁存触发单元以及周期控制单元；所述周期控制单元与所述锁存器连接，用于接收脉冲周期更新信号，并响应所述脉冲周期更新信号向所述锁存器发送下一个脉冲周期的脉冲周期值；所述锁存触发单元与所述运动控制器和所述锁存器连接，用于接收当前脉冲周期结束的信号，或者从所述运动控制器接收到锁存信号，并响应所述当前脉冲周期结束的信号或所述锁存信号，在每个脉冲周期开始时刻向所述锁存器发送锁存控制信号；所述锁存器用于响应所述锁存控制信号，从所述周期控制单元接收所述脉冲周期值，并向所述定时器和所述第一比较单元发送从所述周期控制单元接收到的所述脉冲周期值；所述运动控制器还用于在首个脉冲周期开始时向所述锁存触发单元发送锁存信号。可选地，每个所述脉冲周期中的所述驱动信号顺序为第一电平信号和第二电平信号；所述伺服电机驱动电路还包括：第一检测单元；所述第一检测单元与所述锁存触发单元和所述第一比较单元连接，用于在所述驱动信号中检测到从第二电平信号变为第一电平信息号时，向所述锁存触发单元发送所述当前脉冲周期结束的信号。可选地，还包括：第二比较单元；所述第二比较单元与所述锁存触发单元和所述定时器连接，用于从所述定时器获取所述计时时长，并在所述计时时长等于所述脉冲周期值时，向所述锁存触发单元发送所述当前脉冲周期结束的信号。可选地，每个所述脉冲周期中的所述驱动信号顺序包括第一电平信号和第二电平信号；所述伺服电机驱动电路还包括：第二检测单元；所述第二检测单元与所述周期控制单元和所述第一比较单元连接，用于在所述驱动信号中检测到从第一电平信号变为第二电平信息号时，向所述周期控制单元发送所述脉冲周期更新信号。可选地，还包括：第三比较单元；所述第三比较单元与所述周期控制单元和所述定时器连接，用于从所述定时器获取所述计时时长，并在所述计时时长等于预设的计时阈值时，向所述周期控制单元发送所述脉冲周期更新信号，其中，所述计时阈值大于0且小于所述脉冲周期值。可选地，每个所述脉冲周期中的所述驱动信号顺序包括：脉冲有效电平信号和脉冲无效电平信号；所述第一比较单元用于：根据预设占空比和所述脉冲周期值，确定脉冲有效时长，其中，所述脉冲有效时长为预设占空比和所述脉冲周期值的乘积；在所述计时时长小于或等于所述有效时长时，向伺服电机发送所述脉冲有效电平信号；在所述计时时长大于所述有效时长时，向伺服电机发送所述脉冲无效电平信号。可选地，每个所述脉冲周期中的所述驱动信号顺序包括：脉冲无效电平信号、脉冲有效电平信号；所述第一比较单元用于：根据预设占空比和所述脉冲周期值，确定脉冲无效时长，其中，所述脉冲无效时长为1与所述预设占空比之差与所述脉冲周期值的乘积；在所述计时时长小于所述无效时长时，向伺服电机发送所述脉冲无效电平信号，在所述计时时长大于或等于所述无效时长时，向伺服电机发送所述脉冲有效电平信号。可选地，每个所述脉冲周期中的所述驱动信号顺序包括：脉冲无效电平信号、脉冲有效电平信号、脉冲无效电平信号；所述第一比较单元用于：根据预设占空比和所述脉冲周期值，确定脉冲有效时长下限时刻和脉冲有效时长上限时刻，其中，所述脉冲有效时长下限时刻为1与所述预设占空比之差与所述脉冲周期值的乘积的1/2，所述脉冲有效时长上限时刻为1与所述预设占空比之和与所述脉冲周期值的乘积的1/2；在所述计时时长小于所述脉冲有效时长下限时刻时，向伺服电机发送所述脉冲无效电平信号；在所述计时时长小于或等于所述脉冲有效时长上限时刻，且大于或等于所述脉冲有效时长下限时刻时，向伺服电机发送所述脉冲有效电平信号；在所述计时时长大于所述脉冲有效时长上限时刻时，向伺服电机发送所述脉冲无效电平信号。可选地，所述运动控制器还与所述周期控制单元连接，用于向所述周期控制单元发送加速使能信号或减速使能信号；所述周期控制单元还用于响应所述加速使能信号，根据与预设加速曲线相对应的周期序列向所述锁存器发送所述脉冲周期值，并将所述预设加速曲线的完成状态信号反馈给所述运动控制器；或者，响应所述减速使能信号，根据与预设减速曲线相对应的周期序列向所述锁存器发送所述脉冲周期值，并将所述预设减速曲线的完成状态信号反馈给所述运动控制器。可选地，所述运动控制器还用于：向所述伺服电机发送运动方向信号。可选地，所述运动控制器，还用于在向所述周期控制单元发送加速使能信号或减速使能信号之前，对所述周期控制单元进行初始化；初始化完成后且在向所述周期控制单元发送加速使能信号或减速使能信号之前，向所述锁存触发单元发送锁存信号；并在发送所述锁存信号之后，向所述定时器发送所述驱动使能信号，以使所述定时器计时。可选地，所述锁存触发单元包括或运算电路。本专利技术实施例的第二方面，提供一种3D打印装置，包括本专利技术第一方面及第一方面各种可能设计的所述伺服电机驱动电路。本专利技术提供的一种伺服电机驱动电路及3D打印装置，伺服电机驱动电路包括：运动控制器、定时器、第一比较单元和脉冲周期提供单元。运动控制器与定时器连接，用于向定时器发送驱动使能信号；脉冲周期提供单元与定时器和第一比较单元连接，用于在每个脉冲周期开始时刻向定时器和第一比较单元发送脉冲周期值；定时器与第一比较单元连接，用于在驱动使能信号的使能期间，响应接收到的脉冲周期值进行初始化，以脉冲周期值为计时周期进行循环计时，并将计时时长发送至第一比较单元；第一比较单元用于根据预设占空比、脉冲周本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种伺服电机驱动电路，其特征在于，包括：运动控制器、定时器、第一比较单元和脉冲周期提供单元；所述运动控制器与所述定时器连接，用于向所述定时器发送驱动使能信号；所述脉冲周期提供单元与所述定时器和所述第一比较单元连接，用于在每个脉冲周期开始时刻向所述定时器和所述第一比较单元发送脉冲周期值；所述定时器与所述第一比较单元连接，用于在所述驱动使能信号的使能期间，响应接收到的所述脉冲周期值进行初始化，以所述脉冲周期值为计时周期进行循环计时，并将计时时长发送至所述第一比较单元；所述第一比较单元用于根据预设占空比、所述脉冲周期值和所述计时时长，获取满足所述预设占空比的当前电平信息，并根据所述当前电平信息向伺服电机发送高电平或者低电平的驱动信号。

【技术特征摘要】
1.一种伺服电机驱动电路，其特征在于，包括：运动控制器、定时器、第一比较单元和脉冲周期提供单元；所述运动控制器与所述定时器连接，用于向所述定时器发送驱动使能信号；所述脉冲周期提供单元与所述定时器和所述第一比较单元连接，用于在每个脉冲周期开始时刻向所述定时器和所述第一比较单元发送脉冲周期值；所述定时器与所述第一比较单元连接，用于在所述驱动使能信号的使能期间，响应接收到的所述脉冲周期值进行初始化，以所述脉冲周期值为计时周期进行循环计时，并将计时时长发送至所述第一比较单元；所述第一比较单元用于根据预设占空比、所述脉冲周期值和所述计时时长，获取满足所述预设占空比的当前电平信息，并根据所述当前电平信息向伺服电机发送高电平或者低电平的驱动信号。2.根据权利要求1所述的伺服电机驱动电路，其特征在于，所述脉冲周期提供单元包括：锁存器、锁存触发单元以及周期控制单元；所述周期控制单元与所述锁存器连接，用于接收脉冲周期更新信号，并响应所述脉冲周期更新信号向所述锁存器发送下一个脉冲周期的脉冲周期值；所述锁存触发单元与所述运动控制器和所述锁存器连接，用于接收当前脉冲周期结束的信号，或者从所述运动控制器接收到锁存信号，并响应所述当前脉冲周期结束的信号或所述锁存信号，在每个脉冲周期开始时刻向所述锁存器发送锁存控制信号；所述锁存器用于响应所述锁存控制信号，从所述周期控制单元接收所述脉冲周期值，并向所述定时器和所述第一比较单元发送从所述周期控制单元接收到的所述脉冲周期值；所述运动控制器还用于在首个脉冲周期开始时向所述锁存触发单元发送锁存信号。3.根据权利要求2所述的伺服电机驱动电路，其特征在于，每个所述脉冲周期中的所述驱动信号顺序为第一电平信号和第二电平信号；所述伺服电机驱动电路还包括：第一检测单元；所述第一检测单元与所述锁存触发单元和所述第一比较单元连接，用于在所述驱动信号中检测到从第二电平信号变为第一电平信息号时，向所述锁存触发单元发送所述当前脉冲周期结束的信号。4.根据权利要求2所述的伺服电机驱动电路，其特征在于，还包括：第二比较单元；所述第二比较单元与所述锁存触发单元和所述定时器连接，用于从所述定时器获取所述计时时长，并在所述计时时长等于所述脉冲周期值时，向所述锁存触发单元发送所述当前脉冲周期结束的信号。5.根据权利要求2至4任一所述的伺服电机驱动电路，其特征在于，每个所述脉冲周期中的所述驱动信号顺序包括第一电平信号和第二电平信号；所述伺服电机驱动电路还包括：第二检测单元；所述第二检测单元与所述周期控制单元和所述第一比较单元连接，用于在所述驱动信号中检测到从第一电平信号变为第二电平信息号时，向所述周期控制单元发送所述脉冲周期更新信号。6.根据权利要求2至4任一所述的伺服电机驱动电路，其特征在于，还包括：第三比较单元；所述第三比较单元与所述周期控制单元和所述定时器连接，用于从所述定时器获取所述计时时长，并在所述计时时长等于预设的计时阈值时，向所述周期控制单元发送所述脉冲周期更新信号，其中，所述计时阈值大于0且小于所述脉冲周期值。7.根据权利要求1所述的伺服电机驱动电路，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞萍初，
申请(专利权)人：珠海赛纳打印科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44