專利名稱：多軸運動控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)控系統(tǒng)，更具體地說，本發(fā)明涉及一種多軸運動控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
多軸數(shù)控裝備在焊接、紡織、IC封裝、數(shù)控加工等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。多軸運動控制系統(tǒng)在多軸數(shù)控裝備中具有十分重要的作用，很大程度地決定多軸數(shù)控裝備的精度和速度?，F(xiàn)有的多軸運動控制系統(tǒng)，分為基于PC機和基于微處理器兩種?；赑C機的多軸運動控制系統(tǒng)，雖然具有很好的開放性和人機交互功能，但其體積龐大，成本較高，不適合小型數(shù)控裝備；而基于微處理器的多軸運動控制系統(tǒng)，雖然其體積較小，但其開放性、人機交互功能較差，集成度低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明專利公開了一種多軸運動控制系統(tǒng)，其既具有好的開放性和人機交互性能，又具有較高集成度。本發(fā)明是按照如下方式實現(xiàn)的一種多軸運動控制系統(tǒng)，包括觸摸屏、上位機和下位機，上位機包括集成ARM內(nèi)核與DSP內(nèi)核的微處理器芯片，下位機包括FPGA和外部擴展數(shù)模、模數(shù)芯片，上位機與觸摸屏相連，上位機通過外部存儲擴展總線與下位機相連，下位機與電機軸相連，觸摸屏用于實現(xiàn)命令輸入與狀態(tài)顯示，上位機用于傳送控制命令到下位機，下位機用于根據(jù)控制命令控制電機，實時檢測電機軸的運行狀態(tài)，并將運行狀態(tài)傳送到上位機，上位機還用于根據(jù)運行狀態(tài)和控制命令對電機軸進行誤差補償。電機軸的運行狀態(tài)包括電機軸的位置信號、電流信號以及機械標志信號。下位機用于根據(jù)控制命令，以位置、速度或轉(zhuǎn)矩的方式控制電機。上位機還包括以太網(wǎng)接口，以及串行通訊接口。本發(fā)明的優(yōu)點如下1、本發(fā)明多軸運動控制系統(tǒng)的上位機中，ARM內(nèi)核具有與觸摸屏的專用接口，可以提供較好的人機交互性能；DSP和ARM內(nèi)核之間通過DSPLINK協(xié)議進行通信，集成度高，速
度快且可靠性高。2、FPGA強大的并行處理能力保證了電機軸運行狀態(tài)運動參數(shù)的采集和控制命令輸出的快速性和同步性。3、本發(fā)明的上位機包括以太網(wǎng)接口，以及串行通訊接口，便于實現(xiàn)多個多軸運動控制系統(tǒng)之間、或多軸運動控制系統(tǒng)與PC機之間的通信。


圖1為本發(fā)明多軸運動控制系統(tǒng)的示意框圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明專利做進一步詳細的說明。如圖1所示，本發(fā)明的多軸運動控制系統(tǒng)，包括觸摸屏1、上位機2和下位機3。上位機2包括集成ARM內(nèi)核與DSP內(nèi)核的微處理器芯片21、以太網(wǎng)接口 22以及串行通訊接口 23。下位機3包括FPGA 31和外部擴展數(shù)模、模數(shù)芯片32。上位機2與觸摸屏1相連，上位機2與下位機3通過外部存儲擴展總線相連，下位機3與電機軸相連。觸摸屏1用于實現(xiàn)命令輸入與狀態(tài)顯示。上位機2用于傳送控制命令到下位機3。下位機3用于根據(jù)控制命令，以位置、速度或轉(zhuǎn)矩的方式控制電機，實時檢測電機軸的運行狀態(tài)，并將運行狀態(tài)傳送到上位機2。在本實施方式中，電機軸的運行狀態(tài)包括電機軸的位置信號、電流信號以及機械標志信號。FPGA 31用于通過脈沖發(fā)送方式對電機軸以位置方式進行控制，或者，F(xiàn)PGA 31可通過數(shù)模轉(zhuǎn)換方式，對電機軸以速度或轉(zhuǎn)矩方式進行控制。此外，F(xiàn)PGA 31還用于為外部擴展數(shù)模、模數(shù)芯片32提供時序脈沖，完成電機軸電壓、電流信號的檢測，并通過對電機的編碼器和開關(guān)量信號進行判斷和計數(shù)，來完成電機軸位置、速度和標志性信號的檢測。上位機2還用于根據(jù)運行狀態(tài)和控制命令對電機軸進行誤差補償。在本實施方式中，微處理器芯片21為TI公司的0MAP_L138雙核處理器。本發(fā)明的工作原理如下首先，上位機傳送控制命令到下位機，下位機根據(jù)控制命令以位置、速度或轉(zhuǎn)矩的方式控制電機，并實時檢測電機軸的運行狀態(tài)，隨后將運行狀態(tài)傳送到上位機，最后，上位機根據(jù)運行狀態(tài)和控制命令對電機軸進行誤差補償。
權(quán)利要求
1.一種多軸運動控制系統(tǒng)，包括觸摸屏、上位機和下位機，所述上位機包括集成ARM內(nèi)核與DSP內(nèi)核的微處理器芯片，所述下位機包括FPGA和外部擴展數(shù)模、模數(shù)芯片，所述上位機與所述觸摸屏相連，所述上位機通過外部存儲擴展總線與所述下位機相連，所述下位機與電機軸相連，所述觸摸屏用于實現(xiàn)命令輸入與狀態(tài)顯示，所述上位機用于傳送控制命令到所述下位機，所述下位機用于根據(jù)所述控制命令控制電機，實時檢測所述電機軸的運行狀態(tài)，并將所述運行狀態(tài)傳送到所述上位機，其特征在于，所述上位機還用于根據(jù)所述運行狀態(tài)和所述控制命令對所述電機軸進行誤差補償。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多軸運動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電機軸的運行狀態(tài)包括所述電機軸的位置信號、電流信號以及機械標志信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多軸運動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述下位機用于根據(jù)所述控制命令，以位置、速度或轉(zhuǎn)矩的方式控制所述電機。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多軸運動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述上位機還包括以太網(wǎng)接口，以及串行通訊接口。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多軸運動控制系統(tǒng)，包括觸摸屏、上位機和下位機，上位機與觸摸屏相連，上位機通過外部存儲擴展總線與下位機相連，下位機與電機軸相連，觸摸屏用于實現(xiàn)命令輸入與狀態(tài)顯示，上位機用于傳送控制命令到下位機，下位機用于根據(jù)控制命令控制電機，實時檢測電機軸的運行狀態(tài)，并將運行狀態(tài)傳送到上位機，上位機還用于根據(jù)運行狀態(tài)和控制命令對電機軸進行誤差補償。本發(fā)明多軸運動控制系統(tǒng)的上位機采用ARM+DSP雙核的微處理器芯片，增加了集成度，降低了設(shè)計難度，增加了可靠性。
文檔編號G05B19/414GK102402201SQ20111032440
公開日2012年4月4日 申請日期2011年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月24日
發(fā)明者劉宇涵, 張代林, 張旭, 張渤, 楊前祿, 楊吉祥, 陳幼平, 陳文廣 申請人:華中科技大學