集成驅(qū)動(dòng)器的四軸運(yùn)動(dòng)控制裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及運(yùn)動(dòng)控制裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種集成驅(qū)動(dòng)器的四軸運(yùn)動(dòng)控制裝置，包括電源轉(zhuǎn)換模塊、運(yùn)動(dòng)控制模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、光電隔離模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、數(shù)字輸入輸出模塊、模擬輸入輸出模塊以及編碼器輸入模塊;所述運(yùn)動(dòng)控制模塊通過(guò)局部總線分別與所述電源轉(zhuǎn)換模塊、光電隔離模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、模擬輸入輸出模塊連接；所述光電隔離模塊通過(guò)局部總線分別與所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、數(shù)字輸入輸出模塊以及編碼器輸入模塊連接。該裝置集成了電源轉(zhuǎn)換模塊、運(yùn)動(dòng)控制器、驅(qū)動(dòng)器。具有集成度高、體積小等特點(diǎn)，非常適合安裝于小型機(jī)器人本體上。
【專利說(shuō)明】
集成驅(qū)動(dòng)器的四軸運(yùn)動(dòng)控制裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及運(yùn)動(dòng)控制裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種集成驅(qū)動(dòng)器的四軸運(yùn)動(dòng)控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]四軸運(yùn)動(dòng)控制裝置廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)化生產(chǎn)線、多軸機(jī)器人、運(yùn)動(dòng)機(jī)器人等領(lǐng)域。其發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)了以單片機(jī)控制、ARM控制、DSP控制、FPGA控制等多種形式的控制卡。其原理是控制芯片內(nèi)部集成了運(yùn)動(dòng)控制算法，并提供TTL電平的控制接口與驅(qū)動(dòng)器、編碼器相連，比較典型的如PMIC運(yùn)動(dòng)控制卡。
[0003]各種形式的運(yùn)動(dòng)控制卡不具備電機(jī)的驅(qū)動(dòng)能力，為了驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)必須連接相應(yīng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。存在的主要缺點(diǎn)有:I)驅(qū)動(dòng)器體積大，多個(gè)電機(jī)需要多個(gè)驅(qū)動(dòng)器，尤其不適用于安裝于行走機(jī)器人本體上;2)連線復(fù)雜，控制卡與驅(qū)動(dòng)器、電機(jī)之間存在多組連接線纜;3)供電系統(tǒng)復(fù)雜，驅(qū)動(dòng)器、控制器都需要單獨(dú)的供電系統(tǒng)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服上述技術(shù)的不足，而提供一種集成驅(qū)動(dòng)器的四軸運(yùn)動(dòng)控制裝置，集成度高、體積小，適合安裝于小型機(jī)器人本體上。
[0005]本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案:
[0006]—種集成驅(qū)動(dòng)器的四軸運(yùn)動(dòng)控制裝置，其特征在于，包括電源轉(zhuǎn)換模塊、運(yùn)動(dòng)控制模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、光電隔離模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、數(shù)字輸入輸出模塊、模擬輸入輸出模塊以及編碼器輸入模塊;所述運(yùn)動(dòng)控制模塊通過(guò)局部總線分別與所述電源轉(zhuǎn)換模塊、光電隔離模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、模擬輸入輸出模塊連接;所述光電隔離模塊通過(guò)局部總線分別與所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、數(shù)字輸入輸出模塊以及編碼器輸入模塊連接。
[0007]優(yōu)選地，所述運(yùn)動(dòng)控制模塊包括主控芯片STM32F745以及與其通信的運(yùn)動(dòng)控制芯片PCL6045BL。
[0008]優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊包括EEPROM芯片AT25080、SRAM芯片AS7C1024B和NANDFLASH芯片K9E2G08U0M，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)于處理。
[0009]優(yōu)選地，所述模擬輸入輸出模塊包括模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD7657以及數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片DAC8420。
[0010]優(yōu)選地，所述電源轉(zhuǎn)換模塊用于將電壓轉(zhuǎn)換將交流22(^轉(zhuǎn)換成直流5￥、1(^、24￥、48V，用于為運(yùn)動(dòng)控制模塊和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊供電。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊采用IRAMX20UP60A電機(jī)專用驅(qū)動(dòng)芯片，用于實(shí)現(xiàn)1A的電流驅(qū)動(dòng)。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:與現(xiàn)有技術(shù)相比較，該裝置集成了電源轉(zhuǎn)換模塊、運(yùn)動(dòng)控制器、驅(qū)動(dòng)器。具有集成度高、體積小等特點(diǎn)，非常適合安裝于小型機(jī)器人本體上。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1本裝置的電路原理圖；
[0014]圖2本裝置電路板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3本實(shí)用新型中電源轉(zhuǎn)換模塊示意圖；
[0016]圖4本實(shí)用新型中運(yùn)動(dòng)控制板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖5本實(shí)用新型中電機(jī)驅(qū)動(dòng)板示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖及較佳實(shí)例詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】。如圖1所示，一種集成驅(qū)動(dòng)器的四軸運(yùn)動(dòng)控制裝置，包括電源轉(zhuǎn)換模塊、運(yùn)動(dòng)控制模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、光電隔離模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、數(shù)字輸入輸出模塊、模擬輸入輸出模塊以及編碼器輸入模塊;所述運(yùn)動(dòng)控制模塊通過(guò)局部總線分別與所述電源轉(zhuǎn)換模塊、光電隔離模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、模擬輸入輸出模塊連接;所述光電隔離模塊通過(guò)局部總線分別與所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、數(shù)字輸入輸出模塊以及編碼器輸入模塊連接。所述運(yùn)動(dòng)控制模塊包括主控芯片STM32F745以及與其通信的運(yùn)動(dòng)控制芯片PCL6045BL。所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊包括EEPROM芯片AT25080、SRAM芯片AS7C1024B和NAND FLASH芯片K9E2G08U0M，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)于處理。所述模擬輸入輸出模塊包括模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD7657以及數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片DAC8420。所述電源轉(zhuǎn)換模塊用于將電壓轉(zhuǎn)換將交流22(^轉(zhuǎn)換成直流5￥、1(^、24￥、48￥，用于為運(yùn)動(dòng)控制模塊和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊供電。所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊采用IRAMX20UP60A電機(jī)專用驅(qū)動(dòng)芯片，用于實(shí)現(xiàn)1A的電流驅(qū)動(dòng)。
[0019]如圖2所示，各個(gè)模塊分別集成到不同的電路板中:電源轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計(jì)成電源轉(zhuǎn)換板;運(yùn)動(dòng)控制模塊、模擬輸入輸出模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊設(shè)計(jì)成運(yùn)動(dòng)控制板;電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、光電隔離模塊、數(shù)字輸入輸出模塊、編碼器輸入模塊設(shè)計(jì)成電機(jī)驅(qū)動(dòng)板。電源轉(zhuǎn)換板、運(yùn)動(dòng)控制板、電機(jī)驅(qū)動(dòng)板以層疊方式組裝，它們之間通過(guò)接插件相連。
[0020]如圖3所示，電源轉(zhuǎn)換板負(fù)責(zé)電壓轉(zhuǎn)換將交流22(^轉(zhuǎn)換成直流5￥、1(^、24￥、48￥，用于運(yùn)動(dòng)控制板和電機(jī)驅(qū)動(dòng)板工作。
[0021]如圖4所示，運(yùn)動(dòng)控制板采用STM32F745作為主控制芯片，采用專用運(yùn)動(dòng)控制DSP芯片PCL6045BL作為從控制芯片，實(shí)現(xiàn)4軸運(yùn)動(dòng)控制。主控芯片STM32F745提供網(wǎng)口、RS485、RS232接口與上位機(jī)相連。主控芯片STM32F745外圍連接有EEPROM芯片AT25080、SRAM芯片AS7C1024B和NAND FLASH芯片K9E2G08U0M，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)于處理。主控芯片STM32F745通過(guò)外部RAM接口與運(yùn)動(dòng)控制芯片PCL6045BL相連接。運(yùn)動(dòng)控制板上提供6路0V-10V模擬信號(hào)輸入端口，4路OV-1OV模擬輸出端口。模擬信號(hào)輸入采用AD7657實(shí)現(xiàn)，模擬信號(hào)的輸出采用DAC8420實(shí)現(xiàn)。主控芯片STM32F745提供12路數(shù)字輸入端口和12路數(shù)字輸出端口，這些端口通過(guò)光電隔離模塊與電機(jī)驅(qū)動(dòng)板上的數(shù)字輸入輸出模塊相連。
[0022]如圖5所示，電機(jī)驅(qū)動(dòng)板由5部分組成:光電隔離模塊;數(shù)字輸入輸出模塊;編碼器輸入模塊;電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。光電隔離模塊負(fù)責(zé)隔離將運(yùn)動(dòng)控制板和數(shù)字輸入輸出模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、編碼器模塊隔離。電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊采用IRAMX20UP60A電機(jī)專用驅(qū)動(dòng)芯片，可以實(shí)現(xiàn)1A的電流驅(qū)動(dòng)。
[0023]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種集成驅(qū)動(dòng)器的四軸運(yùn)動(dòng)控制裝置，其特征在于，包括電源轉(zhuǎn)換模塊、運(yùn)動(dòng)控制模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、光電隔離模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、數(shù)字輸入輸出模塊、模擬輸入輸出模塊以及編碼器輸入模塊;所述運(yùn)動(dòng)控制模塊通過(guò)局部總線分別與所述電源轉(zhuǎn)換模塊、光電隔離模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、模擬輸入輸出模塊連接;所述光電隔離模塊通過(guò)局部總線分別與所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、數(shù)字輸入輸出模塊以及編碼器輸入模塊連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成驅(qū)動(dòng)器的四軸運(yùn)動(dòng)控制裝置，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)控制模塊包括主控芯片STM32F745以及與其通信的運(yùn)動(dòng)控制芯片PCL6045BL。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成驅(qū)動(dòng)器的四軸運(yùn)動(dòng)控制裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊包括EEPROM芯片AT25080、SRAM芯片AS7C1024B和NAND FLASH芯片K9E2G08U0M，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)于處理。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成驅(qū)動(dòng)器的四軸運(yùn)動(dòng)控制裝置，其特征在于，所述模擬輸入輸出模塊包括模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD7657以及數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片DAC8420。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成驅(qū)動(dòng)器的四軸運(yùn)動(dòng)控制裝置，其特征在于，所述電源轉(zhuǎn)換模塊用于將電壓轉(zhuǎn)換將交流220V轉(zhuǎn)換成直流5V、10V、24V、48V，用于為運(yùn)動(dòng)控制模塊和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊供電。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成驅(qū)動(dòng)器的四軸運(yùn)動(dòng)控制裝置，其特征在于，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊采用IRAMX20UP60A電機(jī)專用驅(qū)動(dòng)芯片，用于實(shí)現(xiàn)1A的電流驅(qū)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK205485509SQ201620271597
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年3月31日
【發(fā)明人】楊中力, 張興會(huì), 張志利, 王春光, 張建新
【申請(qǐng)人】天津中德應(yīng)用技術(shù)大學(xué)