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      多軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)的制作方法

      文檔序號(hào):6296698閱讀:465來源:國知局
      多軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)的制作方法
      【專利摘要】本發(fā)明涉及多軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái),包括主控模塊、核心算法模塊、反饋采集模塊、專用數(shù)字IO模塊、通用數(shù)字IO模塊、通訊模塊、電機(jī)控制信號(hào)輸出模塊、電源處理模塊;所述主控模塊分別與通用數(shù)字IO模塊、通訊模塊、核心算法模塊連接,核心算法模塊與專用數(shù)字IO模塊連接,核心算法模塊與電機(jī)控制信號(hào)輸出模塊連接,反饋采集模塊與核心算法模塊連接;通用數(shù)字IO模塊通過IO接口分別與控制面板、手輪、顯示器連接,反饋采集模塊通過增量型編碼器光柵接口與增量編碼器連接,電機(jī)控制信號(hào)輸出模塊通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接口與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接;本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:系統(tǒng)充分利用現(xiàn)有設(shè)備實(shí)現(xiàn)多軸運(yùn)動(dòng)控制功能,大幅度降低了開發(fā)平臺(tái)成本,特別適用高校教學(xué)、低端產(chǎn)品開發(fā)需求。
      【專利說明】多軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本發(fā)明涉及運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái),特別涉及一種多軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái),用于高校教學(xué)和產(chǎn)品開發(fā)。
      【背景技術(shù)】
      [0002]目前,市場上的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)多采用嵌入式計(jì)算機(jī)或DSP核心,雖然功能強(qiáng)大、性能優(yōu)異,但成本較高,多數(shù)低成本產(chǎn)品無法使用,高校教學(xué)等需求也無法大面積普及。
      [0003]而以單片機(jī)為主的低成本芯片卻普遍并不為運(yùn)動(dòng)控制等高端應(yīng)用所接受,只用來從事一些邏輯控制。然而,對于復(fù)雜的系統(tǒng),如航天飛機(jī),仍然用單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)開發(fā)工作,以保證穩(wěn)定性,并使其發(fā)揮出最大效能,說明低成本芯片仍然能在復(fù)雜的系統(tǒng)中應(yīng)用。因此,應(yīng)用低成本芯片開發(fā)用于高校教學(xué)、低端產(chǎn)品開發(fā)領(lǐng)域的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)不僅成本底,而且能夠足用戶的需要。而目前尚無此類產(chǎn)品在市場上出現(xiàn),文獻(xiàn)中也未見相關(guān)報(bào)道。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0004]本發(fā)明的目的就是為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種低成本多軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái),利用單片機(jī)構(gòu)成主控模塊,通過主控模塊控制其它電路模塊,設(shè)計(jì)制作多軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng),系統(tǒng)設(shè)有和控制面板、反饋信號(hào)、計(jì)算機(jī)、限位開關(guān)、光電開關(guān)、編碼器及電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的接口,充分利用現(xiàn)有設(shè)備實(shí)現(xiàn)多軸運(yùn)動(dòng)控制功能,以求大幅度降低開發(fā)平臺(tái)成本,適用高校教學(xué)、低端產(chǎn)品開發(fā)需求。
      [0005]本發(fā)明是通過這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種多軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái),其特征在于:開發(fā)平臺(tái)電路包括主控模塊、核心算法模塊、反饋采集模塊、專用數(shù)字IO模塊、通用數(shù)字IO模塊、通訊模塊、電機(jī)控制信號(hào)輸出模塊、電源處理模塊;
      所述電源處理模塊與主控模塊連接,主控模塊分別與通用數(shù)字IO模塊、通訊模塊、核心算法模塊連接,核心算法模塊與專用數(shù)字IO模塊連接,核心算法模塊與電機(jī)控制信號(hào)輸出模塊連接,反饋采集模塊與核心算法模塊連接;通用數(shù)字IO模塊通過IO接口分別與控制面板、手輪、顯示器連接,反饋采集模塊通過增量型編碼器光柵接口與增量編碼器連接,電機(jī)控制信號(hào)輸出模塊通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接口與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接;
      所述主控模塊由ATmegal28單片機(jī)構(gòu)成,用于完成綜合控制、邏輯控制、通訊功能;所述核心算法模塊由一塊ATmegal28單片機(jī)構(gòu)成,主要用于對反饋信息、專用IO信息進(jìn)行采集和運(yùn)算;
      所述反饋采集模塊由高速光電隔離芯片及差分電路構(gòu)成,再由差分電路對隔離后的信息進(jìn)行差分,然后送入主控模塊,減少反饋信息所受到的環(huán)境干擾;
      所述通用數(shù)字IO模塊采用74HC595芯片,74HC595芯片通過TLP521-4光電隔離芯片與構(gòu)成主控模塊的ATmegal28單片機(jī)連接,實(shí)現(xiàn)I/O拓展,增加I/O數(shù)量;采用TLP521-4光電隔離芯片采集信息,從而保護(hù)主控模塊的穩(wěn)定工作;
      所述專用數(shù)字I/o模塊由MCU (ATmegal28)、編碼器、行程限制元件、回零標(biāo)志電路、放大器使能電路、比較相等輸出電路、方向輸出電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和放大器出錯(cuò)電路連接組成;
      行程限制元件用于電機(jī)的限位、回零標(biāo)志電路用于觸發(fā)電機(jī),令其轉(zhuǎn)動(dòng)到零點(diǎn)、放大器出錯(cuò)電路用于采集電機(jī)驅(qū)動(dòng)器工作電壓,當(dāng)電機(jī)電流過大,觸發(fā)放大器出錯(cuò)電路向系統(tǒng)傳送出錯(cuò)信號(hào),主控模塊發(fā)出指令使電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng);
      放大器使能電路輸入端與ATmegal28的一個(gè)I/O端口連接,當(dāng)ATmegal28的I/O端口電平有效時(shí),觸發(fā)則放大器電路使能;
      比較相等輸出電路分別與ATmegal28的一個(gè)I/O端口、放大器使能電路輸出端、方向輸出電路連接,對從放大器出錯(cuò)電路采集的電平與系統(tǒng)設(shè)定電平進(jìn)行比較,如采集的電平與系統(tǒng)設(shè)定電平相等,則觸發(fā)此功能;
      方向輸出電路由比較相等輸出電路控制,其輸出端連接電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向由ATmegal28的兩個(gè)I/O端口與比較相等輸出的電路的輸出電平進(jìn)行邏輯運(yùn)算,如比較相等輸出電路的輸出電平為低電平時(shí),則方向輸出電路不工作,如比較相等輸出電路的輸出電平為高電平,則電機(jī)具體的輸出方向由ATmegal28的兩個(gè)I/O端口控制;
      放大器出錯(cuò)電路包括AD電壓采集芯片,AD電壓采集芯片采集電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的工作電壓,對電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的工作電壓進(jìn)行監(jiān)控,如果電機(jī)驅(qū)動(dòng)器工作電壓異常,則放大器出錯(cuò)電路輸出低電平,如電機(jī)驅(qū)動(dòng)器工作電壓正常,則放大器出錯(cuò)電路輸出高電平;
      專用數(shù)字I/O模塊的I/O信息優(yōu)先級最高,如正向行程限制I/O被觸發(fā)時(shí),系統(tǒng)優(yōu)先處理此信息,使電機(jī)停止運(yùn)動(dòng),即使上位機(jī)再次下達(dá)正向運(yùn)動(dòng)指令,此電路部分仍舊不予處理,當(dāng)上位機(jī)下達(dá)負(fù)向運(yùn)動(dòng)指令時(shí),此電路部分將解除鎖定予以處理;
      所述通訊模塊包括RS232模塊、CAN模塊、以太網(wǎng)模塊,此三個(gè)模塊并行通訊,使用者可采用這三種中任何一種通訊方式使上位機(jī)與控制系統(tǒng)建立聯(lián)系;采用RS232、CAN、以太網(wǎng)三種通訊方式與上位機(jī)進(jìn)行通訊,通訊模塊使主控模塊與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,根據(jù)交換的信息可在上位機(jī)上進(jìn)行參數(shù)設(shè)置,波形分析,圖像顯示;
      所述電機(jī)控制信號(hào)輸出模塊由HCPL2630高速光電隔離芯片與其相關(guān)濾波電路構(gòu)成,因控制信號(hào)輸出頻率較高,此模塊采用高速的光隔芯片;
      所述電源處理模塊由7805芯片與7812芯片及其相關(guān)濾波電路構(gòu)成,為系統(tǒng)提供5V及土 12V系統(tǒng)電源。
      [0006]利用多軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)控制電機(jī)工作的步驟:
      (1)首先根據(jù)任務(wù)要求,通過PC機(jī)、工控機(jī)、控制面板、手輪或傳感器向多軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)發(fā)布指令,選擇執(zhí)行項(xiàng)目,
      (2)多軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)對上位機(jī)下達(dá)的指令進(jìn)行分析并儲(chǔ)存,并對相應(yīng)的電機(jī)下達(dá)運(yùn)動(dòng)指令;
      (3)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所對應(yīng)的反饋信息,如編碼器信息,電流的大小,傳送給多軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng),系統(tǒng)對所反饋的信息進(jìn)行分析運(yùn)算,并根據(jù)所存儲(chǔ)的上位機(jī)指令對電機(jī)下達(dá)二次運(yùn)動(dòng)指令,指令以脈沖或模擬電壓方式輸出,此次下達(dá)的二次運(yùn)動(dòng)指令會(huì)根據(jù)系統(tǒng)所設(shè)定的伺服周期及反饋信息進(jìn)行不停的運(yùn)算及修改,如第一次的運(yùn)動(dòng)指令不足以使電機(jī)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)平滑,或電機(jī)的實(shí)際速度不能按照指令中預(yù)想的速度運(yùn)行,則二次運(yùn)動(dòng)指令會(huì)對輸出脈沖或模擬電壓進(jìn)行比例,積分,微分的三種方式運(yùn)算,從而達(dá)到電機(jī)按照指令中預(yù)想的運(yùn)動(dòng)效果,并告知上位機(jī)電機(jī)所運(yùn)動(dòng)的軌跡及波形;
      (4)當(dāng)外部信號(hào)觸發(fā)了系統(tǒng)中的專用數(shù)字I/O模塊,此時(shí)系統(tǒng)停止運(yùn)算,優(yōu)先處理此類信息,使電機(jī)停止或進(jìn)行回零運(yùn)動(dòng)。
      [0007]本發(fā)明的技術(shù)效果是具有標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)控制開發(fā)平臺(tái)架構(gòu),具有多軸開發(fā)能力,可在低成本的基礎(chǔ)上對大多數(shù)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)、驗(yàn)證及改進(jìn)。系統(tǒng)充分利用現(xiàn)有設(shè)備實(shí)現(xiàn)多軸運(yùn)動(dòng)控制功能,大幅度降低了開發(fā)平臺(tái)成本,特別適用高校教學(xué)、低端產(chǎn)品開發(fā)需求。
      【專利附圖】

      【附圖說明】
      [0008]圖1、是本發(fā)明的系統(tǒng)組成框圖;
      圖2、是本發(fā)明的核心算法模塊控制原理圖;
      圖3、是本發(fā)明系統(tǒng)應(yīng)用不意圖;
      圖4、電機(jī)控制原理圖;
      圖5、專用數(shù)字IO模塊組成框圖。
      【具體實(shí)施方式】
      [0009]為了更清楚的理解本發(fā)明,結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明:
      具體實(shí)施例子:飛機(jī)模擬機(jī)的“隨動(dòng)油門臺(tái)”
      在此項(xiàng)目中采用本發(fā)明對兩個(gè)電機(jī)進(jìn)行高精度控制,本項(xiàng)目中電機(jī)帶動(dòng)兩個(gè)油門擺桿進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng),油門擺桿總行程為120度,要求控制精度達(dá)到0.05度,當(dāng)油門擺桿達(dá)到O度與120度這兩端時(shí),電機(jī)不再向前運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明中采用6000線的差分編碼器作為反饋器件,本發(fā)明可對6000線的差分信號(hào)進(jìn)行4分頻,從而使精度提高四倍。在O度與120度兩端采用光電開關(guān)進(jìn)行限位,當(dāng)油門擺桿運(yùn)動(dòng)到這兩端時(shí)觸動(dòng)“專用I/O”則停止運(yùn)動(dòng),不會(huì)出現(xiàn)超出這個(gè)范圍的運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明對電機(jī)實(shí)行高精度控制,控制精度達(dá)到0.015度,并把電機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡反饋到上位機(jī),同時(shí)反饋速度信息,位置信息。
      [0010]多軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái),開發(fā)平臺(tái)電路包括主控模塊、核心算法模塊、反饋采集模塊、專用數(shù)字IO模塊、通用數(shù)字IO模塊、通訊模塊、電機(jī)控制信號(hào)輸出模塊、電源處理模塊;
      電源處理模塊與主控模塊連接,主控模塊分別與通用數(shù)字IO模塊、通訊模塊、核心算法模塊連接,核心算法模塊與專用數(shù)字IO模塊連接,核心算法模塊與電機(jī)控制信號(hào)輸出模塊連接,反饋采集模塊與核心算法模塊連接;通用數(shù)字IO模塊通過IO接口分別與控制面板、手輪、顯示器連接,反饋采集模塊通過增量型編碼器光柵接口與增量編碼器連接,電機(jī)控制信號(hào)輸出模塊通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接口與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接;
      主控模塊由ATmegal28單片機(jī)構(gòu)成,其功能用于完成綜合控制、邏輯控制、通訊;
      所述核心算法模塊由一塊ATmegal28單片機(jī)構(gòu)成,主要用于對反饋信息、專用IO信息進(jìn)行采集和運(yùn)算;如對兩個(gè)電機(jī)進(jìn)行同時(shí)控制,并使這兩個(gè)電機(jī)在平面空間上進(jìn)行圓弧運(yùn)動(dòng)(如在一張白紙上畫圓),這時(shí)須核心算法模塊對兩個(gè)電機(jī)的反饋進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算,并對電機(jī)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行脈沖輸出完成運(yùn)動(dòng)控制功能。電機(jī)的反饋信息由電流、位置、速度三種方式組成,故核心算法模塊由電流環(huán)控制、位置環(huán)控制、速度環(huán)控制三種閉環(huán)控制方式組成;
      反饋采集模塊由高速光隔及差分電路構(gòu)成,對所采集到的反饋信息首先進(jìn)行光電隔離使其不會(huì)損壞電路,因反饋信息頻率較高,故此處應(yīng)采用高速光電隔離芯片,再對隔離后的信息進(jìn)行差分進(jìn)入主控模塊,減少反饋信息所受到的環(huán)境干擾;
      通用數(shù)字IO模塊采用74HC595芯片,74HC595芯片通過TLP521-4光電隔離芯片與構(gòu)成主控模塊的ATmegal28單片機(jī)連接,實(shí)現(xiàn)I/O拓展,增加I/O數(shù)量;采用TLP521-4光電隔離芯片采集信息隔離開,從而保護(hù)主控模塊的穩(wěn)定工作。
      [0011]專用數(shù)字I/O模塊由行程限制元件、回零標(biāo)志電路、放大器出錯(cuò)電路、放大器使能電路、方向輸出電路、比較相等輸出電路組成;
      行程限制元件(電機(jī)的限位)、回零標(biāo)志電路(如觸發(fā)此功能電機(jī)將運(yùn)動(dòng)到零點(diǎn))、放大器出錯(cuò)電路(如電機(jī)電流過大,則觸發(fā)此功能停止電機(jī)運(yùn)動(dòng))、放大器使能電路(當(dāng)觸發(fā)此I/0,則放大器電路使能)、方向輸出電路(電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向由此I/O信號(hào)控制)、比較相等輸出電路(對采集的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的工作電壓電壓進(jìn)行比較,如采集的電源電壓與系統(tǒng)設(shè)定電壓相等,則觸發(fā)此功能)組成。
      [0012]專用數(shù)字I/O模塊的I/O信息優(yōu)先級最高,如正向行程限制I/O被觸發(fā)時(shí),系統(tǒng)優(yōu)先處理此信息,使電機(jī)停止運(yùn)動(dòng),即使上位機(jī)再次下達(dá)正向運(yùn)動(dòng)指令,此電路部分仍舊不予處理,當(dāng)上位機(jī)下達(dá)負(fù)向運(yùn)動(dòng)指令時(shí),此電路部分將解除鎖定予以處理。
      [0013]專用數(shù)字I/O模塊由行程限制元件、回零標(biāo)志電路、放大器出錯(cuò)電路、放大器使能電路、方向輸出電路、比較相等輸出電路連接組成。
      [0014]采用光隔芯片使主控模塊與IO采集信息隔離開,從而保護(hù)主控模塊的穩(wěn)定工作; 通訊模塊包括RS232模塊、CAN模塊、以太網(wǎng)模塊,采用RS232、CAN、以太網(wǎng)三種通訊方
      式與上位機(jī)進(jìn)行通訊,通訊模塊使主控模塊與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,根據(jù)交換的信息可在上位機(jī)上進(jìn)行參數(shù)設(shè)置,波形分析,圖像顯示等;
      所述電機(jī)控制信號(hào)輸出模塊由HCPL2630高速光電隔離芯片與其相關(guān)濾波電路構(gòu)成,因控制信號(hào)輸出頻率較高,顧此模塊采用高速的光隔芯片。
      [0015]電源處理模塊由7805芯片與7812芯片及其相關(guān)濾波電路構(gòu)成,為系統(tǒng)提供5V及土 12V系統(tǒng)電源。
      [0016]根據(jù)上述說明,結(jié)合本領(lǐng)域技術(shù)可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方案。
      【權(quán)利要求】
      1.多軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái),其特征在于:開發(fā)平臺(tái)電路包括主控模塊、核心算法模塊、反饋采集模塊、專用數(shù)字IO模塊、通用數(shù)字IO模塊、通訊模塊、電機(jī)控制信號(hào)輸出模塊和電源處理模塊; 所述電源處理模塊與主控模塊連接,主控模塊分別與通用數(shù)字IO模塊、通訊模塊、核心算法模塊連接,核心算法模塊與專用數(shù)字IO模塊連接,核心算法模塊與電機(jī)控制信號(hào)輸出模塊連接,反饋采集模塊與核心算法模塊連接;通用數(shù)字IO模塊通過IO接口分別與控制面板、手輪、顯示器連接,反饋采集模塊通過增量型編碼器光柵接口與增量編碼器連接,電機(jī)控制信號(hào)輸出模塊通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接口與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接; 所述主控模塊由ATmegal28單片機(jī)構(gòu)成,用于完成綜合控制、邏輯控制、通訊功能;所述核心算法模塊由一塊ATmegal28單片機(jī)構(gòu)成,主要用于對反饋信息、專用IO信息進(jìn)行采集和運(yùn)算; 所述反饋采集模塊由高速光電隔離芯片及差分電路構(gòu)成,再由差分電路對隔離后的信息進(jìn)行差分,然后送入主控模塊,減少反饋信息所受到的環(huán)境干擾; 所述通用數(shù)字IO模塊采用74HC595芯片,74HC595芯片通過TLP521-4光電隔離芯片與構(gòu)成主控模塊的ATmegal28單片機(jī)連接,實(shí)現(xiàn)I/O拓展,增加I/O數(shù)量;采用TLP521-4光電隔離芯片采集信息,從而保護(hù)主控模塊的穩(wěn)定工作; 所述專用數(shù)字I/O模塊由MCU (ATmegal28)、編碼器、行程限制元件、回零標(biāo)志電路、放大器使能電路、比較相等輸出電路、方向輸出電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和放大器出錯(cuò)電路連接組成; 行程限制元件用于電機(jī)的限位、回零標(biāo)志電路用于觸發(fā)電機(jī),令其轉(zhuǎn)動(dòng)到零點(diǎn)、放大器出錯(cuò)電路用于采集電機(jī)驅(qū)動(dòng)器工作電壓,當(dāng)電機(jī)電流過大,觸發(fā)放大器出錯(cuò)電路向系統(tǒng)傳送出錯(cuò)信號(hào),主控模塊發(fā)出指令使電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng); 放大器使能電 路輸入端與ATmegal28的一個(gè)I/O端口連接,當(dāng)ATmegal28的I/O端口電平有效時(shí),觸發(fā)則放大器電路使能; 比較相等輸出電路分別與ATmegal28的一個(gè)I/O端口、放大器使能電路輸出端、方向輸出電路連接,對從放大器出錯(cuò)電路采集的電平與系統(tǒng)設(shè)定電平進(jìn)行比較,如采集的電平與系統(tǒng)設(shè)定電平相等,則觸發(fā)此功能; 方向輸出電路由比較相等輸出電路控制,其輸出端連接電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向由ATmegal28的兩個(gè)I/O端口與比較相等輸出的電路的輸出電平進(jìn)行邏輯運(yùn)算,如比較相等輸出電路的輸出電平為低電平時(shí),則方向輸出電路不工作,如比較相等輸出電路的輸出電平為高電平,則電機(jī)具體的輸出方向由ATmegal28的兩個(gè)I/O端口控制; 放大器出錯(cuò)電路包括AD電壓采集芯片,AD電壓采集芯片采集電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的工作電壓,對電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的工作電壓進(jìn)行監(jiān)控,如果電機(jī)驅(qū)動(dòng)器工作電壓異常,則放大器出錯(cuò)電路輸出低電平,如電機(jī)驅(qū)動(dòng)器工作電壓正常,則放大器出錯(cuò)電路輸出高電平; 專用數(shù)字I/O模塊的I/O信息優(yōu)先級最高,如正向行程限制I/O被觸發(fā)時(shí),系統(tǒng)優(yōu)先處理此信息,使電機(jī)停止運(yùn)動(dòng),即使上位機(jī)再次下達(dá)正向運(yùn)動(dòng)指令,此電路部分仍舊不予處理,當(dāng)上位機(jī)下達(dá)負(fù)向運(yùn)動(dòng)指令時(shí),此電路部分將解除鎖定予以處理; 所述通訊模塊包括RS232模塊、CAN模塊、以太網(wǎng)模塊,此三個(gè)模塊并行通訊,使用者可采用這三種中任何一種通訊方式使上位機(jī)與控制系統(tǒng)建立聯(lián)系;采用RS232、CAN、以太網(wǎng)三種通訊方式與上位機(jī)進(jìn)行通訊,通訊模塊使主控模塊與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,根據(jù)交換的信息可在上位機(jī)上進(jìn)行參數(shù)設(shè)置,波形分析,圖像顯示; 所述電機(jī)控制信號(hào)輸出模塊由HCPL2630高速光電隔離芯片與其相關(guān)濾波電路構(gòu)成,因控制信號(hào)輸出頻率較高,此模塊采用高速的光隔芯片; 所述電源處理模塊由7805芯片與7812芯片及其相關(guān)濾波電路構(gòu)成,為系統(tǒng)提供5V及土 12V系統(tǒng)電源。
      2.一種利用多軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)控制電機(jī)工作的步驟: (1)首先根據(jù)任務(wù)要求,通過PC機(jī)、工控機(jī)、控制面板、手輪或傳感器向多軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)發(fā)布指令,選擇執(zhí)行項(xiàng)目; (2) 多軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)對上位機(jī)下達(dá)的指令進(jìn)行分析并儲(chǔ)存,并對相應(yīng)的電機(jī)下達(dá)運(yùn)動(dòng)指令; (3)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所對應(yīng)的反饋信息,如編碼器信息,電流的大小,傳送給多軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng),系統(tǒng)對所反饋的信息進(jìn)行分析運(yùn)算,并根據(jù)所存儲(chǔ)的上位機(jī)指令對電機(jī)下達(dá)二次運(yùn)動(dòng)指令,指令以脈沖或模擬電壓方式輸出,此次下達(dá)的二次運(yùn)動(dòng)指令會(huì)根據(jù)系統(tǒng)所設(shè)定的伺服周期及反饋信息進(jìn)行不停的運(yùn)算及修改,如第一次的運(yùn)動(dòng)指令不足以使電機(jī)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)平滑,或電機(jī)的實(shí)際速度不能按照指令中預(yù)想的速度運(yùn)行,則二次運(yùn)動(dòng)指令會(huì)對輸出脈沖或模擬電壓進(jìn)行比例,積分,微分的三種方式運(yùn)算,從而達(dá)到電機(jī)按照指令中預(yù)想的運(yùn)動(dòng)效果,并告知上位機(jī)電機(jī)所運(yùn)動(dòng)的軌跡及波形; (4)當(dāng)外部信號(hào)觸發(fā)了系統(tǒng)中的專用數(shù)字I/O模塊,此時(shí)系統(tǒng)停止運(yùn)算,優(yōu)先處理此類信息,使電機(jī)停止或進(jìn)行回零運(yùn)動(dòng)。
      【文檔編號(hào)】G05B19/414GK103488126SQ201310457241
      【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
      【發(fā)明者】史屹君, 孫成文, 張萌, 劉洋, 陳廣永, 毛雪冬 申請人:天津市中環(huán)電子計(jì)算機(jī)有限公司
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