一种多轴EtherCAT总线运动控制器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种多轴EtherCAT总线运动控制器，包括主控单元以及分别和主控单元通信连接的运动控制单元和EtherCAT总线，所述EtherCAT总线基于开放的工业实时以太网络协议，所述运动控制单元与EtherCAT总线通信连接，所述EtherCAT总线上设有总线驱动器控制接口；所述运动控制单元上设有伺服驱动器控制接口，所述伺服驱动器控制接口基于脉冲+方向协议。本实用新型专利技术不仅简化了结构，节省了线缆费用，同时支持EtherCAT总线驱动器以及普通脉冲+方向类型驱动器，在设备研发方面给予了更多的创造性以及可能性。的创造性以及可能性。的创造性以及可能性。

【技术实现步骤摘要】
一种多轴EtherCAT总线运动控制器


[0001]本技术涉及工业控制
，具体涉及一种多轴EtherCAT总线运动控制器。

技术介绍

[0002]运动控制器是自动化设备的大脑，它控制驱动器带动马达完成精确复杂的运动指令。运动控制器的传统控制方式目前常用有两类，一种是脉冲+方向控制的开环控制方式，另一种是速度模拟量+位置反馈的闭环控制方式。这两种传统控制有着很明显的弊端，多要制作大量控制线缆，给前期开发、后期维护都带来了巨大麻烦。同时线缆太多也带来线缆之间互相干扰的问题。
[0003]为了解决上述弊端，市场上出现了很多串行网络控制方案很好解决了线缆过多，干扰大的问题，但是工控巨头们都推出了自己的解决方案，这些方案互不兼容，没有办法自由组合使用。欧洲的EtherCAT协议是一个标准开放的工业实时以太网络协议，目前在各个工控厂家间逐渐流行，是当前具实用化意义并适用于运动控制的开放式实时工业以太网高速串行总线技术。
[0004]因此，开发一款基于EtherCAT总线的运动控制器十分有必要。

技术实现思路

[0005]本技术针对现有技术中存在的技术问题，提供一种多轴EtherCAT总线运动控制器，其。
[0006]本技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0007]一种多轴EtherCAT总线运动控制器，包括主控单元以及分别和主控单元通信连接的运动控制单元和EtherCAT总线，所述EtherCAT总线基于开放的工业实时以太网络协议，所述运动控制单元与EtherCAT总线通信连接，所述EtherCAT总线上设有总线驱动器控制接口；所述运动控制单元上设有伺服驱动器控制接口，所述伺服驱动器控制接口基于脉冲+方向协议。
[0008]在上述技术方案的基础上，本技术还可以做如下改进。
[0009]优选的，所述运动控制器还包括与所述主控单元通信连接的IO控制单元，所述IO控制单元上设有多路与IO控制单元光电隔离的IO接口，多路所述IO接口分别通过IO控制单元与主控单元通信连接。
[0010]优选的，所述EtherCAT总线上设有总线IO扩展接口，所述总线IO扩展接口通过EtherCAT总线与主控单元通信连接。
[0011]优选的，所述EtherCAT总线上设有多个总线驱动器控制接口，多个所述总线驱动器控制接口与总线IO扩展接口串联。
[0012]优选的，所述主控单元的电源接口上设有直流正负极盲插电路，所述直流正负极盲插电路包括桥式整流电路和开关放大电路，所述桥式整流电路的输入端连接外部电源，
所述桥式整流电路的输出端与开关放大电路并联，所述开关放大电路的开关状态可调，用于对整流后的直流电流进行开关和放大。
[0013]优选的，所述开关放大电路包括限流电阻R1、电阻R2和R3、电压比较器A、三极管T1、上拉电阻R4、可调电阻R5和下拉电阻R6，所述限流电阻R1一端接桥式整流电路的输出端正极、另一端接三极管T1的集电极，三极管T1的发射极作为开关放大电路的直流输出正极；电阻R2和电阻R3串联，电阻R2和电阻R3的公共节点连接电压比较器A的同相输入端，电阻R2上与电阻R3相背离的一端连接限流电阻R1与三极管T1集电极的公共节点，电阻R3上与电阻R2相背离的一端连接桥式整流电路的输出端负极；上拉电阻R4、可调电阻R5和下拉电阻R6依次串联，上拉电阻R4上与可调电阻R5相背离的一端连接三极管T1的发射极，下拉电阻R6上与可调电阻R5相背离的一端连接桥式整流电路的输出端负极，可调电阻R5的调节端连接电压比较器A的反相输入端，电压比较器A的输出端连接三极管T1的基极；所述桥式整流电路的输出端负极作为开关放大电路的直流输出负极。
[0014]优选的，所述直流正负极盲插电路还包括第一滤波电路，所述第一滤波电路包括电容C1，所述电容C1的两端分别连接桥式整流电路的输出端正极和输出端负极。
[0015]优选的，所述直流正负极盲插电路还包括第二滤波电路，所述第二滤波电路包括电容C2，所述电容C2的两端分别连接三极管T1的发射极和桥式整流电路的输出端负极。
[0016]优选的，所述运动控制器还包括人机交互单元，所述人机交互单元与主控单元通信连接。
[0017]本技术的有益效果是：本实施例的多轴EtherCAT总线运动控制器，不仅简化了结构，节省了线缆费用，同时支持EtherCAT总线驱动器以及普通脉冲+方向类型驱动器，在设备研发方面给予了更多的创造性以及可能性。所述运动控制单元提供一个基于开放的工业实时以太网络协议的EtherCAT总线接口，可以控制市面上基于标准EtherCAT总线控制协议的各种品牌伺服驱动器，最大可以控制32个EtherCAT总线驱动器；同时也提供了基于脉冲+方向协议的普通伺服驱动器控制接口，以满足对普通伺服驱动的控制需求。
附图说明
[0018]图1为本技术系统组成结构框图；
[0019]图2为本技术直流正负极盲插电路拓扑图。
具体实施方式
[0020]以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本技术，并非用于限定本技术的范围。
[0021]如图1所示，本实施例提供一种多轴EtherCAT总线运动控制器，包括主控单元以及分别和主控单元通信连接的运动控制单元和EtherCAT总线，所述EtherCAT总线基于开放的工业实时以太网络协议，所述运动控制单元与EtherCAT总线通信连接，所述EtherCAT总线上设有总线驱动器控制接口；所述运动控制单元上设有伺服驱动器控制接口，所述伺服驱动器控制接口基于脉冲+方向协议。
[0022]本实施例的多轴EtherCAT总线运动控制器，不仅简化了结构，节省了线缆费用，同时支持EtherCAT总线驱动器以及普通脉冲+方向类型驱动器，在设备研发方面给予了更多
的创造性以及可能性。所述运动控制单元提供一个基于开放的工业实时以太网络协议的EtherCAT总线接口，可以控制市面上基于标准EtherCAT总线控制协议的各种品牌伺服驱动器，最大可以控制32个EtherCAT总线驱动器；同时也提供了基于脉冲+方向协议的普通伺服驱动器控制接口，以满足对普通伺服驱动的控制需求。
[0023]本实施例中，主控单元为整个控制系统核心，其采用32bit RISC结构的高速处理器，同时在主控单元供电上加入了直流正负极盲插电路设计，避免正负极电源接反造成硬件损坏。图2为此电路设计原理图。本实施例中的直流正负极盲插电路是通过如下方式实现的：所述主控单元的电源接口上设有直流正负极盲插电路，所述直流正负极盲插电路包括桥式整流电路和开关放大电路，所述桥式整流电路的输入端连接外部电源Vi，所述桥式整流电路的输出端与开关放大电路并联，所述开关放大电路的开关状态可调，用于对整流后的直流电流进行开关和放大，以为本运动控制器提供工作电源Vo。
[0024]进一步的，所述开关放大电路包括限流电阻R1、电阻R2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多轴EtherCAT总线运动控制器，其特征在于，包括主控单元以及分别和主控单元通信连接的运动控制单元和EtherCAT总线，所述EtherCAT总线基于开放的工业实时以太网络协议，所述运动控制单元与EtherCAT总线通信连接，所述EtherCAT总线上设有总线驱动器控制接口；所述运动控制单元上设有伺服驱动器控制接口，所述伺服驱动器控制接口基于脉冲+方向协议。2.根据权利要求1所述一种多轴EtherCAT总线运动控制器，其特征在于，所述运动控制器还包括与所述主控单元通信连接的IO控制单元，所述IO控制单元上设有多路与IO控制单元光电隔离的IO接口，多路所述IO接口分别通过IO控制单元与主控单元通信连接。3.根据权利要求2所述一种多轴EtherCAT总线运动控制器，其特征在于，所述EtherCAT总线上设有总线IO扩展接口，所述总线IO扩展接口通过EtherCAT总线与主控单元通信连接。4.根据权利要求3所述一种多轴EtherCAT总线运动控制器，其特征在于，所述EtherCAT总线上设有多个总线驱动器控制接口，多个所述总线驱动器控制接口与总线IO扩展接口串联。5.根据权利要求1所述一种多轴EtherCAT总线运动控制器，其特征在于，所述主控单元的电源接口上设有直流正负极盲插电路，所述直流正负极盲插电路包括桥式整流电路和开关放大电路，所述桥式整流电路的输入端连接外部电源，所述桥式整流电路的输出端与开关放大电路并联，所述开关放大电路的开关状态可调，用于对整流后的直流电流进行开关和放大。6.根据权利要求5所述一种多轴EtherCAT总线运动控制器，其特征在于，所述开...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭华，张弢，
申请(专利权)人：武汉弗雷德斯科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：