一种基于VPX总线的工件台同步运动控制系统及方法

摘要

一种基于VPX总线的工件台同步运动控制系统及方法，属于半导体等精密机械设备运动控制系统技术领域。该运动控制系统包括VPX总线机箱、CPU主控单元、运动控制单元、光纤接口单元、功率放大器单元、电机驱动器单元、测量单元和人机交互单元；采用本发明的基于VPX总线的工件台运动控制系统综合实现了对于电机轴数多、信息量大以及控制算法复杂等不同平台的适应。该控制系统通过RapidIO总线架构实现系统多处理器的高速互连；通过多核DSP运动控制单元实时、快速完成反馈数据计算；通过光纤接口单元实现各路数据的通信。该控制系统与现有技术相比，不但能够负载复杂的控制算法，而且具有灵活的网络拓扑结构、强实时性、高速数据传输能力以及强大的数据处理能力。

主权项

一种基于VPX总线的工件台同步运动控制系统，其特征在于：该运动控制系统包括VPX总线机箱(1)、CPU主控单元(2)、运动控制单元(3)、光纤接口单元(4)、功率放大器单元(5)、电机驱动器单元(6)、测量单元(7)和人机交互单元(8)；所述的VPX机箱(1)设有一块6U五槽VPX背板(10)、一个电源模块(11)和多个散热风扇(12)；所述的主控单元(2)为一块CPU主控卡(20)；所述的运动控制单元(3)包括一块或者两块DSP运动控制卡(30)；所述的光纤接口单元(4)包括一块或者两块FPGA光纤接口卡(40)；所述的CPU主控卡(20)、DSP运动控制卡(30)和FPGA光纤接口卡(40)均安插在VPX背板(10)上，机箱内每块板卡通过背板上RapidIO总线通道互连；所述的功率放大器包括至少一块D/A数模转换卡(50)；每块D/A数模转换卡(50)的输入端与FPGA光纤接口卡(40)对应的SFP光纤接口连接；所述的电机驱动器单元(6)的输入端与相应的D/A数模转换卡(50)的输出端连接，电机驱动器单元(6)的输出端与平面电机电气接口(9)的输入端连接；所述的测量单元(7)包括电涡流信号采集卡、光栅信号采集卡和九轴激光信号采集卡；所述的人机交互单元(8)与CPU主控单元通过有线或者无线连接，该人机交互单元(8)包括远程监控模块(80)、手动控制模块(81)和警报器(82)；远程监控模块(80)通过以太网与CPU主控单元(2)连接，手动控制模块(81)和CPU主控单元(2)通过232串行通信线、485串口通信线、蓝牙和USB中的一种或多种的组合相连接；警报器(82)和CPU主控单元(2)通过232串行通信线、485串口通信线、蓝牙和USB中的一种或多种的组合相连接。