一种多轴步进电机控制驱动器制造技术

本申请涉及一种多轴步进电机控制驱动器，包括：步进电机，连接于H桥中，具有两个独立线圈；MOS管，用于构成H桥，控制步进电机线圈电流流向；FPGA模块，FPGA模块包括S曲线生成器，S曲线生成器用于生成运动曲线，FPGA模块根据生成的运动曲线能够输出相应频率的步数；FPGA模块中存储有正弦波表，正弦波表记录了两个独立线圈分别的目标电流值一个周期内的斩波变化表，FPGA模块能够依据正弦波表得到目标电流值，并与当前电流值比较，依据比较得到的差值来控制MOS管的导通或截止；ADC模块，用于采集步进电机的两个独立线圈的当前电流信息并反馈给FPGA模块。本发明专利技术通过正弦电流曲线驱动H桥，实现步进电机的驱动电流细分以及电流大小调节。现步进电机的驱动电流细分以及电流大小调节。现步进电机的驱动电流细分以及电流大小调节。

【技术实现步骤摘要】
一种多轴步进电机控制驱动器


[0001]本申请属于医疗器械
，尤其是涉及一种多轴步进电机控制驱动器。

技术介绍

[0002]目前体外诊断设备中大量应用步进电机作为执行机构，最多可能使用到64个步进电机。那么对于这些步进电机的控制，需要使用加减速曲线来达到运动顺畅无丢步。同时，可以灵活设置细分和电流大小，使用平滑的电流曲线来驱动这些步进电机。目前市面上步进电机控制器和驱动器较多，但缺少能够实现多轴联动控制，细分和电流可设，同时支持大电流驱动的相应产品。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是：为解决现有技术中步进电机控制器难以满足体外诊断设备的需求的问题，从而提供一种多轴步进电机控制驱动器。
[0004]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0005]一种多轴步进电机控制驱动器，包括：
[0006]步进电机，连接于H桥中，具有两个独立线圈；
[0007]MOS管，用于构成所述H桥，控制步进电机线圈电流流向；
[0008]FPGA模块，所述FPGA模块包括S曲线生成器，所述S曲线生成器用于生成运动曲线，所述FPGA模块根据生成的运动曲线能够输出相应频率的步数；所述FPGA模块中存储有正弦波表，所述正弦波表记录了两个所述独立线圈分别的目标电流值一个周期内的斩波变化表，所述FPGA模块能够依据正弦波表得到目标电流值，并与当前电流值比较，依据比较得到的差值来控制MOS管的导通或截止；
[0009]ADC模块，用于采集步进电机的两个所述独立线圈的当前电流信息并反馈给FPGA模块。
[0010]优选地，本专利技术的多轴步进电机控制驱动器，所述运动曲线的生成方法是：从外部将启动速度、加减速时间、最高速和运动步数的参数输入到S曲线生成器中，再由S曲线生成器生成运动曲线。
[0011]优选地，本专利技术的多轴步进电机控制驱动器，步进电机的细分和电流，由FPGA模块根据外部指令进行设置。
[0012]优选地，本专利技术的多轴步进电机控制驱动器，
[0013]ADC模块采集步进电机的当前电流信息时，通过采用电阻将当前电流转换成电压值进行采集。
[0014]优选地，本专利技术的多轴步进电机控制驱动器，所述MOS管共有4个，4个所述MOS管组成H桥。
[0015]优选地，本专利技术的多轴步进电机控制驱动器，控制MOS管的导通或截止的逻辑是：当检测的线圈电流小于设置电流时，控制MOS管导通，电机线圈充电，电流上升；当检测的线
圈电流大于设置电流时，控制MOS管关闭，电机线圈放电，直至下一个的斩波周期。
[0016]优选地，本专利技术的多轴步进电机控制驱动器，在斩波变化表的每个斩波周期开始时，MOS管开启瞬间，为避免电流采样尖峰，预留一段延迟开启时间。
[0017]优选地，本专利技术的多轴步进电机控制驱动器，所述延迟开启时间设为1us。
[0018]优选地，本专利技术的多轴步进电机控制驱动器，斩波的频率为80KHz。
[0019]优选地，本专利技术的多轴步进电机控制驱动器，两个所述独立线圈分别的目标电流值的相位差为90
°
。
[0020]本专利技术的有益效果是：
[0021]本专利技术提出基于FPGA实现多轴步进电机控制，内置S型曲线，并通过正弦电流曲线驱动H桥，通过设置电流阶数实现步进电机的驱动电流细分，通过设置目标电流大小以调整驱动步进电机的电流。
附图说明
[0022]下面结合附图和实施例对本申请的技术方案进一步说明。
[0023]图1是本申请实施例的多轴步进电机控制驱动器连接结构示意图；
[0024]图2是本申请实施例的正弦波表示意图；
[0025]图3是本申请实施例的控制MOS管的导通或截止的逻辑示意图。
具体实施方式
[0026]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0027]在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0028]在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。本实施例中如涉及X、Y、Z方向或X、Y、Z轴，则均是基于笛卡尔坐标系。
[0029]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请的技术方案。
[0030]实施例
[0031]本实施例提供一种多轴步进电机控制驱动器，如图1所示，包括：
[0032]步进电机，连接于H桥中，具有两个独立线圈；
[0033]MOS管，用于构成所述H桥，控制步进电机线圈电流流向；
[0034]FPGA模块，所述FPGA模块包括S曲线生成器，所述S曲线生成器用于生成运动曲线，所述FPGA模块根据生成的运动曲线能够输出相应频率的步数；所述FPGA模块中存储有正弦波表，所述正弦波表记录了两个所述独立线圈分别的目标电流值一个周期内的斩波变化表，所述FPGA模块能够依据正弦波表得到目标电流值，并与当前电流值比较，依据比较得到的差值来控制MOS管的导通或截止；
[0035]ADC模块，用于采集步进电机的两个所述独立线圈的当前电流信息并反馈给FPGA模块。
[0036]优选地，本实施例的多轴步进电机控制驱动器，所述运动曲线的生成方法是：从外部将启动速度、加减速时间、最高速和运动步数的参数输入到S曲线生成器中，再由S曲线生成器生成运动曲线。
[0037]优选地，本实施例的多轴步进电机控制驱动器，步进电机的细分和电流，由FPGA模块根据外部指令进行设置。
[0038]优选地，本实施例的多轴步进电机控制驱动器，
[0039]ADC模块采集步进电机的当前电流信息时，通过采用电阻将当前电流转换成电压值进行采集。
[0040]优选地，本实施例的多轴步进电机控制驱动器，如图1所示，所述MOS管共有4个，4个所述MOS管组成H桥。
[0041]优选地，本实施例的多轴步进电机控制驱动器，如图3所示，控制MOS本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多轴步进电机控制驱动器，其特征在于，包括：步进电机，连接于H桥中，具有两个独立线圈；MOS管，用于构成所述H桥，控制步进电机线圈电流流向；FPGA模块，所述FPGA模块包括S曲线生成器，所述S曲线生成器用于生成运动曲线，所述FPGA模块根据生成的运动曲线能够输出相应频率的步数；所述FPGA模块中存储有正弦波表，所述正弦波表记录了两个所述独立线圈分别的目标电流值一个周期内的斩波变化表，所述FPGA模块能够依据正弦波表得到目标电流值，并与当前电流值比较，依据比较得到的差值来控制MOS管的导通或截止；ADC模块，用于采集步进电机的两个所述独立线圈的当前电流信息并反馈给FPGA模块。2.根据权利要求1所述的多轴步进电机控制驱动器，其特征在于，所述运动曲线的生成方法是：从外部将启动速度、加减速时间、最高速和运动步数的参数输入到S曲线生成器中，再由S曲线生成器生成运动曲线。3.根据权利要求2所述的多轴步进电机控制驱动器，其特征在于，步进电机的细分和电流，由FPGA模块根据外部指令进行设置。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的多轴步进电机控制驱动器，其特征在于，A...

【专利技术属性】
技术研发人员：胥法伟，
申请(专利权)人：苏州长光华医生物医学工程有限公司，
类型：发明
国别省市：