一种基于ARM的八轴运动控制器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于ARM的八轴运动控制器，包括主控模块、电源模块和连接主控模块的加密模块、外部存储器模块、八轴运动控制模块、电子手轮模块、通信模块、SWD下载模块、输入模块和输出模块，所述八轴运动控制模块包括伺服电机输入信号模块、伺服电机输出信号模块、伺服复位信号模块、偏差计数复位模块、伺服使能信号模块、原点位置输入信号模块、定位完成信号模块、限位控制输入信号模块、减速输入信号模块、目标位置重设模块和伺服报警模块，所述电子手轮模块包括电子手轮输入信号模块、切换轴模块、切换倍率模块、紧急停止信号模块。本实用新型专利技术的成本低，对伺服电机控制的精度高，通用性好。

【技术实现步骤摘要】
一种基于ARM的八轴运动控制器
本技术涉及工业控制领域，尤其涉及一种基于ARM的八轴运动控制器。
技术介绍
传统的八轴运动控制器主要有三种：一种是以专用芯片作为控制核心的运动控制器，虽然可靠性高，功能完备，但是开放性差，不能定制；工作于开环控制方式；圆弧插补性能不高；不能做到连续插补。一种是以单片机作为控制核心的运动控制器，虽然价格便宜，使用简单，但是接口单一，输出脉冲速度慢，圆弧插补精度低。还有一种是基于PCI总线协议的运动控制器，虽然结构简单、设计简单，但是只能连接于PCI或ISA插槽，开发不便，通用性较差。
技术实现思路
针对现有八轴运动控制器设计方面的不足，本技术的目的在于提供一种性能稳定、通用性好、开放性好、速度和精度高、具有连续插补功能、具有良好的圆弧插补性能的八轴运动控制器。为了达到上述目的，本技术采用如下技术方案：一种基于ARM的八轴运动控制器，包括主控模块、用于供电的电源模块、用于防抄板的加密模块、用于外扩数据存储空间的外部存储器模块、八轴运动控制模块、电子手轮模块、用于与外部设备通讯的通信模块、用于调试的SWD下载模块、用于检测外部开关器件的信号的输入模块和控制外部开关器件的运行的输出模块，所述主控模块包括通过FSMC连接的ARM处理器和DSP处理器，所述串口通信模块包括以太网通信模块、RS232通信模块、RS485通信模块和CAN通信模块。进一步，所述八轴运动控制模块包括：用于伺服电机闭环控制的伺服电机输入信号模块；r>用于控制伺服电机转动的伺服电机输出信号模块；用于伺服电机复位的伺服复位信号模块；用于立即停止伺服电机的偏差计数复位模块；用于伺服电机通电的伺服使能信号模块；用于相关轴回原点、离开原点和找原点的原点位置输入信号模块；用于判断一段定长运动是否完成的定位完成信号模块；用于相关轴立即停止或减速停止的限位控制输入信号模块；用于使相关轴减速、速度锁定并减速、减速停止或速度锁定并减速停止的的减速输入信号模块；用于重新设置运动目标位置的目标位置重设模块；用于使相关轴的电机立即停止或减速至停止的伺服报警模块。进一步，所述电子手轮模块包括：用于将电子手轮输入的差分信号转换为单端信号的电子手轮输入信号模块；用于电子手轮控制轴切换的切换轴模块；用于电子手轮控制轴切换倍率的切换倍率模块；用于电子手轮控制所有电机立即停止的紧急停止信号模块。本技术与现有技术相比，具有以下有益效果：1.主控模块中将ARM与DSP相结合，既兼顾功能又节约成本，相较于传统的运动控制器通用性更强，便于提高控制精度、控制效率和性能稳定性；2.ARM处理器通过通信模块与外部设备进行通讯，免去了嵌入式开发板无PCI接口带来的不便；通过SWD下载模块与PC机连接，给控制器硬件测试与系统运行程序的仿真调试带来极大方便；通过加密模块来提高设计安全性，防止抄板，另外，DSP运动控制处理器具有方便的软硬件接口功能，具有优良的位置、轨迹插补、连续插补和速度控制功能，具有良好的圆弧插补性能，从而弥补了传统运动控制器的诸多缺陷。附图说明图1是本技术的整体结构示意图。图2是本技术的八轴运动控制模块的结构示意图。具体实施方式下面，结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本技术的基本结构。显然，所描述的实施例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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术的保护范围。如图1所示，本实施例提供了一种基于ARM的八轴运动控制器，包括主控模块、电源模块和连接主控模块的加密模块、外部存储器模块、八轴运动控制模块、电子手轮模块、通信模块、SWD下载模块、输入模块和输出模块：主控模块包括ARM处理器和DSP运动控制处理器，其中ARM处理器采用但不限于STM32芯片，DSP运动控制处理器采用但不限于型号为PCL6045BL的芯片，两者采用FSMC总线进行连接；电源模块包含24V转5V电路与5V转3.3V电路，用于供电；加密模块用于防抄板，与ARM处理器连接；外部存储器模块采用外部SRAM芯片并使用FSMC来连接；通信模块包括以太网通信模块、RS232通信模块、RS485通信模块和CAN通信模块，与ARM处理器连接；SWD下载模块便于控制器硬件测试与系统运行程序的仿真调试，与ARM处理器连接；输入模块用于检测外部开关器件的信号，与DSP处理器连接；输出模块用于控制外部开关器件的运行，与DSP处理器连接。进一步，基于ARM的八轴运动控制器还包括LED灯，用于电源指示，与电源模块连接。如图2所示，八轴运动控制模块还包括以下子模块：用于伺服电机闭环控制的伺服电机输入信号模块，将差分信号转换为单端信号后输入，通过高速光耦与DSP处理器隔离，提高了信号抗干扰能力；用于控制伺服电机转动的伺服电机输出信号模块，通过高速光耦与DSP处理器隔离，将单端信号转换为差分信号后输出；用于伺服电机复位的伺服复位信号模块，通过普通光耦与DSP处理器隔离；用于立即停止伺服电机的偏差计数复位模块，通过普通光耦与DSP处理器隔离；用于伺服电机通电的伺服使能信号模块，通过普通光耦与DSP处理器隔离；用于相关轴回原点、离开原点和找原点的原点位置输入信号模块，通过普通光耦与DSP处理器隔离；用于判断一段定长运动是否完成的定位完成信号模块，通过普通光耦与DSP处理器隔离；用于相关轴立即停止或减速停止的限位控制输入信号模块，通过普通光耦与DSP处理器隔离；用于使相关轴减速、速度锁定并减速、减速停止或速度锁定并减速停止的的减速输入信号模块，通过普通光耦与DSP处理器隔离；用于重新设置运动目标位置的目标位置重设模块，通过普通光耦与DSP处理器隔离；用于使相关轴的电机立即停止或减速至停止的伺服报警模块，通过普通光耦与DSP处理器隔离。进一步，所述电子手轮模块还包括以下子模块：用于将电子手轮输入的差分信号转换为单端信号的电子手轮输入信号模块，通过高速光耦与DSP处理器隔离；用于电子手轮控制轴切换的切换轴模块，通过普通光耦与DSP处理器隔离；用于电子手轮控制轴切换倍率的切换倍率模块，通过普通光耦与DSP处理器隔离；用于电子手轮控制所有电机立即停止的紧急停止信号模块，通过普通光耦与DSP处理器隔离。本技术使用时，可通过通信模块连接运动控制器和PC机，通过PC机控制系统运行；运动控制器通过八轴运动控制模块对伺服电机进行控制，各子模块分工明确，可实现对伺服电机的精确控制；通过电子手轮模块来驱动各轴的运动，设置手轮脉冲来控制连续运动、定长运动、归零运动和轨迹插补运动，便于手动调试。以上所述仅为本技术的实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本实用新本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于ARM的八轴运动控制器，其特征在于，包括主控模块、电源模块和连接主控模块的加密模块、外部存储器模块、八轴运动控制模块、电子手轮模块、通信模块、SWD下载模块、输入模块和输出模块，所述主控模块包括通过FSMC连接的ARM处理器和DSP处理器，所述通信模块包括以太网通信模块、RS232通信模块、RS485通信模块和CAN通信模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于ARM的八轴运动控制器，其特征在于，包括主控模块、电源模块和连接主控模块的加密模块、外部存储器模块、八轴运动控制模块、电子手轮模块、通信模块、SWD下载模块、输入模块和输出模块，所述主控模块包括通过FSMC连接的ARM处理器和DSP处理器，所述通信模块包括以太网通信模块、RS232通信模块、RS485通信模块和CAN通信模块。


2.跟据权利要求1所述的一种基于ARM的八轴运动控制器，其特征在于，所述八轴运动控制模块包括：用于伺服电机闭环控制的伺服电机输入信号模块；用于控制伺服电机转动的伺服电机输出信号模块；用于伺服电机复位的伺服复位信号模块；用于立即停止伺服电机的偏差计数复位模块；用于伺服电机通电的伺服使能信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：许新建，胡自飞，周建瑜，
申请(专利权)人：武汉摩鸣科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42