一种多功能电机控制器及其应用的双电爪电机控制器制造技术

本发明专利技术公开一种多功能电机控制器，包括驱动电路、主控制电路、通信转接电路；驱动电路为电机驱动单元，将从主控制电路的电机运行指令转换成电机执行指令；主控制电路为控制单元，负责通信数据的交互处理、运行指令下达、反馈信息的处理，主控制电路通过通信转接电路接收到上位机或主机的运行指令后，转发运行指令给驱动电路，同时检测驱动电路的状态，将驱动电路的状态回发给上位机或主机；通信转接电路为物理层实现单元，将主控制电路中的通信指令转换成总线通信协议，实现与上位机或主站间的数据交互。本发明专利技术还公开一种应用多功能电机控制器的双电爪电机控制器，支持两路电爪的同时控制，兼容多种类型电机，双编码器输入实现电爪超高精度控制。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能电机控制器及其应用的双电爪电机控制器
本专利技术涉及电机的自动控制
，特别涉及一种多功能电机控制器及其应用的双电爪电机控制器。
技术介绍
现在市面上的电机控制器种类繁多，是因电机多种多样，总线控制协议也有多种，电机包括步进电机、直流有刷电机、空心杯电机、空心力矩电机、直流永磁同步电机、DD电机、音圈电机、直线电机等，总线控制协议包括EtherCAT、CanOpen、ModbusTCP/RTU、Ethernet/IP、DeviceNet、PROFINET等。故，电爪也通常采用这些电机，电爪的电机控制器也是多种多样。为此，本专利技术人希望开出一种能够同时兼容各种总线控制协议和各种电机的控制器，以适用像双电爪电机控制器。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多功能电机控制器，该控制器实现了上位机或主站对电机的控制，适用对多种类型电机控制。本专利技术的目的在于还提供一种双电爪电机控制器，该控制器实现上位机或主站对双电爪电机控制器的控制。为达成上述目的，本专利技术的解决方案为：一种多功能电机控制器，包括：驱动电路、主控制电路、通信转接电路；所述的驱动电路为电机驱动单元，将从主控制电路的电机运行指令转换成电机执行指令；所述的主控制电路为控制单元，负责通信数据的交互处理、运行指令下达、反馈信息的处理，所述的主控制电路通过通信转接电路接收到上位机或主机的运行指令后，转发运行指令给驱动电路，同时检测驱动电路的状态，将驱动电路的状态回发给上位机或主机；所述的通信转接电路为物理层实现单元，将主控制电路中的通信指令转换成总线通信协议，实现与上位机或主站间的数据交互。优选的，所述的驱动电路包括电源输入及转换电路、运行控制单元、电机驱动电路，所述的电源输入及转换电路上设有电源入口，所述的电源输入及转换电路分别与运行控制单元、电机驱动电路电连接，运行控制单元与电机驱动电路通信连接，所述的电机驱动电路通过电机动力线接口与电机电连接，所述的驱动电路在接受到来主控制电路的运行指令后，运行控制单元计算好电机的运行模式，由电机驱动电路执行对电机的驱动，给电机提供动力输出。优选的，所述的驱动电路还包括编码器反馈输入电路,所述的编码器反馈输入电路与运行控制单元通信连接，所述的编码器反馈输入电路与编码器信号连接，所述的编码器反馈电机实际位置信号，编码器反馈输入电路通过编码器读取回电机的实际运行后的位置反馈信号，运行控制单元通过比例、积分、微分运算动态调节电机达到设定的力矩、速度、位置。优选的，所述的驱动电路还包括电流检测反馈电路,电流检测反馈电路连接在电机驱动电路与控制单元之间，使得控制单元、电机驱动电路、电流检测反馈电路构成一个闭环。优选的，所述的驱动电路还包括风扇控制电路,所述的风扇控制电路与运行控制单元通信连接，所述的风扇控制电路通过风扇接口与风扇信号连接，对风扇进行控制。优选的，所述的运行控制单元还通过限位器接口与限位器信号连接。优选的，所述的通信转接电路上设有与通讯接口通信连接的第一通讯转换芯片、与工业以太网接口通信连接的第二通讯转换芯片。优选的，所述的主控制电路包括MCU处理器以及与MCU处理器连接的存储器、时钟电路，所述的时钟电路给MCU提供运行时间基准，所述的存储器储存运行中的信息，所述的MCU处理器与第一通讯转换芯片既通信又电连接，与第二通讯转换芯片通信连接，第一通信转换芯片和第二通讯转换芯片分别将上位机发来的指令信号转换后与主控制电路进行信息交互。优选的，所述的驱动电路、主控制电路、通信转接电路分别布置在驱动电路板，主控制电路板，通信转接电路板上，所述的通信转接电路板与上位机或主机通信连接，所述的驱动电路板与通信转接电路板通过第三板对板连接器既通信又电连接，所述的主控制电路板与通信转接电路板通过第一板对板连接器既通信又电连接，第三板对板连接器从驱动电路板得到电源，给通信转接电路供电；第三板对板连接器与第一板对板连接器电连接，给主控制电路板供电，并作为通信接口，实现主控制电路板与驱动电路板之间的信息交互。一种双电爪电机控制器，包括以上所述的多功能电机控制器，其中，多功能电机控制器的驱动电路包括两个相同的驱动电路,分别为顶层的驱动电路、底层的驱动电路，所述的驱动电路板包括顶层的驱动电路板、底层的驱动电路板,顶层的驱动电路、底层的驱动电路分别设置在顶层的驱动电路板、底层的驱动电路板上，顶层的驱动电路板、底层的驱动电路板为同一块电路板，两板可相互替换，所述的顶层的驱动电路板、底层的驱动电路板位于通信转接电路板的上下侧，其中主控制电路板和通信转接电路板先通过第一板对板连接器既通信又电连接后，再整体置于顶层的驱动电路板与通信转接电路板之间，所述顶层的驱动电路板、底层的驱动电路板与通信转接电路板通过第三板对板连接器既通信又电连接，顶层的驱动电路板、底层的驱动电路板分别通过其上的电机动力线接口与双电爪的两个电机电连接。本专利技术的一种多功能电机控制器的驱动电路、主控制电路可以内置多种电机控制与保护算法，通信转接电路支持多种工业总线协议控制，功能强大简单易用。本专利技术的采用多功能电机控制器构成的双电爪电机控制器，能支持两路电爪的同时控制，兼容多种类型的电机，双编码器输入实现电爪的超高精度控制。附图说明图1是本专利技术的电机控制器的电路框图以及电机驱动电路框图。图2是本专利技术的电机控制器的电机驱动电路板结构示意图。图3是本专利技术的电机控制器的主控制电路框图。图4是本专利技术的电机控制器的主控制电路板结构示意图。图5是本专利技术的电机控制器的通信转接电路框图。图6是本专利技术的电机控制器的通信转接电路板结构示意图。图7是本专利技术的电机控制器实现多款电机控制切换方式示意图。图8是本专利技术的电机控制器应用于双电爪控制的电路板叠层结构示意图。图9是本专利技术的双电爪控制器的电机高精度闭环控制示意图。图10是本专利技术的双电爪控制器的拓扑连接图。具体实施方式以下结合附图及具体实施例对本专利技术做详细的说明。如图1-10所示，本专利技术提供一种多功能电机控制器，包括：驱动电路1，主控制电路2，通信转接电路3；所述的驱动电路1为电机驱动单元，将从主控制电路2的电机运行指令转换成电机执行指令，所述的主控制电路2为控制单元，主要负责通信数据的交互处理、运行指令下达、反馈信息的处理等，所述的主控制电路2通过通信转接电路3接收到上位机或主机的运行指令后，转发运行指令给驱动电路1，同时检测驱动电路1的状态，将驱动电路1的状态回发给上位机或主机；所述的通信转接电路3为控制器的物理层实现单元，将主控制电路2中的通信指令转换成总线通信协议，实现与上位机或主站间的数据交互。如图1-10所示，所述的驱动电路1，主控制电路2，通信转接电路3分别布置在驱动电路板10，主控制电路板20，通信转接电路板30上，所述的通信转接电路板30与上位机或主机通信连接，所述的驱动电路板1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多功能电机控制器，其特征在于：包括驱动电路、主控制电路、通信转接电路；/n所述的驱动电路为电机驱动单元，将从主控制电路的电机运行指令转换成电机执行指令；/n所述的主控制电路为控制单元，负责通信数据的交互处理、运行指令下达、反馈信息的处理，所述的主控制电路通过通信转接电路接收到上位机或主机的运行指令后，转发运行指令给驱动电路，同时检测驱动电路的状态，将驱动电路的状态回发给上位机或主机；/n所述的通信转接电路为物理层实现单元，将主控制电路中的通信指令转换成总线通信协议，实现与上位机或主站间的数据交互。/n

【技术特征摘要】
1.一种多功能电机控制器，其特征在于：包括驱动电路、主控制电路、通信转接电路；
所述的驱动电路为电机驱动单元，将从主控制电路的电机运行指令转换成电机执行指令；
所述的主控制电路为控制单元，负责通信数据的交互处理、运行指令下达、反馈信息的处理，所述的主控制电路通过通信转接电路接收到上位机或主机的运行指令后，转发运行指令给驱动电路，同时检测驱动电路的状态，将驱动电路的状态回发给上位机或主机；
所述的通信转接电路为物理层实现单元，将主控制电路中的通信指令转换成总线通信协议，实现与上位机或主站间的数据交互。


2.如权利要求1所述的一种多功能电机控制器，其特征在于：所述的驱动电路包括电源输入及转换电路、运行控制单元、电机驱动电路，所述的电源输入及转换电路上设有电源入口，所述的电源输入及转换电路分别与运行控制单元、电机驱动电路电连接，运行控制单元与电机驱动电路通信连接，所述的电机驱动电路通过电机动力线接口与电机电连接，所述的驱动电路在接受到来主控制电路的运行指令后，运行控制单元计算好电机的运行模式，由电机驱动电路执行对电机的驱动，给电机提供动力输出。


3.如权利要求2所述的一种多功能电机控制器，其特征在于：所述的驱动电路还包括编码器反馈输入电路,所述的编码器反馈输入电路与运行控制单元通信连接，所述的编码器反馈输入电路与编码器信号连接，所述的编码器反馈电机实际位置信号，编码器反馈输入电路通过编码器读取回电机的实际运行后的位置反馈信号，运行控制单元通过比例、积分、微分运算动态调节电机达到设定的力矩、速度、位置。


4.如权利要求3所述的一种多功能电机控制器，其特征在于：所述的驱动电路还包括电流检测反馈电路,电流检测反馈电路连接在电机驱动电路与控制单元之间，使得控制单元、电机驱动电路、电流检测反馈电路构成一个闭环。


5.如权利要求4所述的一种多功能电机控制器，其特征在于：所述的驱动电路还包括风扇控制电路,所述的风扇控制电路与运行控制单元通信连接，所述的风扇控制电路通过风扇接口与风扇信号连接，对风扇进行控制。


6.如权利要求5所述的一种多功能电机控制器，其特征在于：所述的运行控制单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎启明，杨智勉，林志杰，陈克彦，
申请(专利权)人：睿科集团厦门股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35