多轴运动控制器、多轴运动控制系统及自动化机械设备技术方案

本实用新型专利技术公开一种多轴运动控制器、多轴运动控制系统及自动化机械设备，该多轴控制器包括主控制单元电路、运动控制单元电路及金手指，金手指与主控制单元电路的数据传输端连接，主控制单元电路的第一信号传输端与运动控制单元电路连接，主控制单元电路的输出端与多轴运动控制系统的通讯接口连接；其中，运动控制单元电路用于采集与多轴运动控制系统运动相关的编码计数信号、AD采样信号和IO开关信号并输出；主控制单元电路用于根据控制信号及编码计数信号、AD采样信号和IO开关信号输出相应的脉冲信号至多轴运动控制系统的通讯接口。本实用新型专利技术解决了设备智能化中视觉系统对CPU的性能和运动控制器的实时性较高的要求的问题。

Multi axis motion controller, multi axis motion control system and automatic mechanical equipment.

The utility model discloses a multi-axis motion controller, a multi-axis motion control system and an automatic mechanical device. The multi-axis controller comprises a main control unit circuit, a motion control unit circuit and a golden finger. The golden finger is connected with the data transmission terminal of the main control unit circuit, and the first signal transmission terminal of the main control unit circuit is connected with the golden finger. The output of the main control unit circuit is connected with the communication interface of the multi-axis motion control system, in which the motion control unit circuit is used to collect and output the coded counting signal, the AD sampling signal and the IO switching signal related to the multi-axis motion control system, and the main control unit circuit is used for the root. According to the control signal and encoded counting signal, AD sampling signal and IO switching signal, the corresponding pulse signal is output to the communication interface of the multi-axis motion control system. The utility model solves the problem that the vision system requires the CPU performance and the high real-time performance of the motion controller in the intelligent equipment.

【技术实现步骤摘要】
多轴运动控制器、多轴运动控制系统及自动化机械设备
本技术涉及电子电路
，特别涉及一种多轴运动控制器、多轴运动控制系统及自动化机械设备。
技术介绍
目前，多轴运动控制器大致分为两种，一种是基于串口、以太网等的独立式控制器，这种运动控制器一般由单芯片控制，主频很难做的很高，实时性很难保证，一般应用于低速、智能化要求较低的场合，然而却无法适应设备智能化中视觉系统对CPU的性能和运动控制器的实时性较高的要求。而另外一种是基于PCI总线的运动控制器，通常也称为运动控制卡，它在硬件设计上采用板卡方式，与PC机相连接。这种运动可以充分利用PC机的高性能CPU和高速PCI总线通讯，并结合PC机上的开发环境，可以方便的开发出优质、智能化程度很高的控制系统。但是基于PCI总线的控制器缺点是需要依赖PC机，每台设备都需要配置PC机，客户成本较高。虽然用户可以使用自有技术开发，但是，脉冲信号均匀性不高、输出脉冲频率低无法实现高速高精度控制，而且PCI通讯的稳定性和速度很差。
技术实现思路
本技术的主要目的是提出一种多轴运动控制器及电子设备，旨在解决多轴运动控制器脉冲信号均匀性不高、输出脉冲频率低无法实现高速高精度控制，而且PCI通讯的稳定性和速度很差问题。为实现上述目的，本技术提出一种多轴运动控制器，应用于多轴运动控制系统中，所述多轴控制器包括主控制单元电路、运动控制单元电路及金手指，所述金手指与所述主控制单元电路的数据传输端连接，所述主控制单元电路的第一信号传输端与所述运动控制单元电路连接，所述主控制单元电路的输出端与所述多轴运动控制系统的通讯接口连接；其中，所述金手指，用于接入上位机，以实现所述上位机与所述主控制单元电路的通讯连接；所述运动控制单元电路，用于采集与所述多轴运动控制系统运动相关的编码计数信号、AD采样信号和IO开关信号并输出；所述主控制单元电路，用于根据所述上位机输出的控制信号及所述编码计数信号、AD采样信号和IO开关信号输出相应的脉冲信号至所述多轴运动控制系统的通讯接口；其中，所述主控制单元电路包括DSP芯片及FPGA芯片，所述FPGA芯片的数据传输脚为所述主控制单元电路的数据传输端，所述DSP芯片与所述FPGA芯片连接，所述FPGA芯片的控制脚为所述主控制单元电路的输出端。优选地，所述多轴运动控制器还包括扩展单元电路，所述主控制单元电路的第二信号传输端与所述扩展单元电路连接；所述扩展单元电路用于扩展所述DSP芯片的硬件功能。优选地，所述运动控制单元电路包括CAN通讯接口，所述CAN通讯接口与所述DSP芯片连接。优选地，所述多轴运动控制器还包括编码器，所述编码器与所述FPGA芯片连接，所述FPGA芯片用于采集所述编码器输出的位置信息。优选地，所述多轴运动控制器还包括寄存器，所述FPGA芯片与所述金手指连接，所述寄存器分别与所述DSP芯片和所述FPGA芯片连接，所述FPGA芯片还用于按照PCI总线协议解析所述上位机写入的数据，并存储在所述寄存器内，以供所述DSP芯片处理。优选地，所述多轴运动控制器还包括供电单元电路，所述供电单元电路的输入端与所述金手指连接，所述供电单元电路的输出端分别所述主控制单元电路及运动控制单元电路连接。本技术还提出一种多轴运动控制系统，包括通讯接口及如上所述的多轴运动控制器；所述多轴控制器包括主控制单元电路、运动控制单元电路及金手指，所述金手指与所述主控制单元电路的数据传输端连接，所述主控制单元电路的第一信号传输端与所述运动控制单元电路连接，所述主控制单元电路的输出端与所述多轴运动控制系统的通讯接口连接；其中，所述金手指，用于接入上位机，以实现所述上位机与所述主控制单元电路的通讯连接；所述运动控制单元电路，用于采集与所述多轴运动控制系统运动相关的编码计数信号、AD采样信号和IO开关信号并输出；所述主控制单元电路，用于根据所述上位机输出的控制信号及所述编码计数信号、AD采样信号和IO开关信号输出相应的脉冲信号至所述多轴运动控制系统的通讯接口；其中，所述主控制单元电路包括DSP芯片及FPGA芯片，所述FPGA芯片的数据传输脚为所述主控制单元电路的数据传输端，所述DSP芯片与所述FPGA芯片连接，所述FPGA芯片的控制脚为所述主控制单元电路的输出端。。本技术还提出一种自动化机械设备，所述自动化机械设备包括如上所述的运动控制系统。本技术通过设置所述金手指接入上位机，以实现上位机与主控制单元电路的通讯连接；并通过运动控制单元电路采集与所述多轴运动控制系统运动相关的编码计数信号、AD采样信号和IO开关信号并输出至主控制单元电路，以使主控制单元电路根据上位机输出的控制信号及编码计数信号、AD采样信号和IO开关信号输出相应的脉冲信号至多轴运动控制系统的通讯接口。本技术采用可编程逻辑门阵列FPGA和数字信号处理器DSP来实现PCI通讯，并提供脉冲信号至多轴运动控制系统的通讯接口以控制电机工作，利用FPGA的实时性可以提高脉冲信号的均匀性和频率；同时运用DSP的高速运算性能，进行位移、速度和加速度曲线规划；DSP可以实现高速高精度控制，以提高PCI通讯稳定性和速度，并完成对特定设备工艺和速度曲线定制。本技术解决了多轴运动控制器无法适应设备智能化中视觉系统对CPU的性能和运动控制器的实时性较高的要求的问题，以及在实现PCI通讯的同时，降低多轴运动控制器的生产成本。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本技术多轴运动控制器一实施例的功能模块示意图；图2为本技术多轴运动控制器一实施例的功能模块示意图。附图标号说明：标号名称标号名称100上位机40扩展单元电路200通讯接口50供电单元电路10主控制单元电路11DSP芯片20运动控制单元电路12FPGA芯片30金手指21CAN通讯端口本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。需要说明，若本技术实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多轴运动控制器，应用于多轴运动控制系统中，其特征在于，所述多轴控制器包括主控制单元电路、运动控制单元电路及金手指，所述金手指与所述主控制单元电路的数据传输端连接，所述主控制单元电路的第一信号传输端与所述运动控制单元电路连接，所述主控制单元电路的输出端与所述多轴运动控制系统的通讯接口连接；其中，所述金手指，用于接入上位机，以实现所述上位机与所述主控制单元电路的通讯连接；所述运动控制单元电路，用于采集与所述多轴运动控制系统运动相关的编码计数信号、AD采样信号和IO开关信号并输出；所述主控制单元电路，用于根据所述上位机输出的控制信号及所述编码计数信号、AD采样信号和IO开关信号输出相应的脉冲信号至所述多轴运动控制系统的通讯接口；其中，所述主控制单元电路包括DSP芯片及FPGA芯片，所述FPGA芯片的数据传输脚为所述主控制单元电路的数据传输端，所述DSP芯片与所述FPGA芯片连接，所述FPGA芯片的控制脚为所述主控制单元电路的输出端。

【技术特征摘要】
1.一种多轴运动控制器，应用于多轴运动控制系统中，其特征在于，所述多轴控制器包括主控制单元电路、运动控制单元电路及金手指，所述金手指与所述主控制单元电路的数据传输端连接，所述主控制单元电路的第一信号传输端与所述运动控制单元电路连接，所述主控制单元电路的输出端与所述多轴运动控制系统的通讯接口连接；其中，所述金手指，用于接入上位机，以实现所述上位机与所述主控制单元电路的通讯连接；所述运动控制单元电路，用于采集与所述多轴运动控制系统运动相关的编码计数信号、AD采样信号和IO开关信号并输出；所述主控制单元电路，用于根据所述上位机输出的控制信号及所述编码计数信号、AD采样信号和IO开关信号输出相应的脉冲信号至所述多轴运动控制系统的通讯接口；其中，所述主控制单元电路包括DSP芯片及FPGA芯片，所述FPGA芯片的数据传输脚为所述主控制单元电路的数据传输端，所述DSP芯片与所述FPGA芯片连接，所述FPGA芯片的控制脚为所述主控制单元电路的输出端。2.如权利要求1所述的多轴运动控制器，其特征在于，所述多轴运动控制器还包括扩展单元电路，所述主控制单元电路的第二信号传输端与所述扩展单元电路连接；所述扩展单元电路用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵向前，钟玉添，钟德亮，
申请(专利权)人：深圳市恒昱控制技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44