具有绝对码盘读取功能的多轴运动控制卡

摘要

本发明公开具有绝对码盘读取功能的多轴运动控制卡，包括八个功能模块，信息处理模块是运动控制卡的核心，接收其它模块的状态信息，执行相应的控制算法，对系统状态进行判断，输出控制信号。信息处理模块与其它七个功能模块相连。其余模块功能为：逻辑保护模块检测并判断系统的状态，确保系统运行的安全可靠；控制局域网模块用于多卡间的通信；数据交换模块用于运动控制卡与上位机实时通信；模拟量信号监视模块获取受控电机的速度及扭矩模拟信号；码盘信号读取模块获取受控电机的运动位置信息；位置控制脉冲宽度调制波信号发生模块输出位置控制信号；模拟控制量输出模块输出速度及扭矩的模拟控制信号。运动控制卡适用于多轴联动设备的控制。

主权项

一种具有绝对码盘读取功能的多轴运动控制卡，所述运动控制卡接收上位机的控制信息及伺服驱动器回馈的电机当前状态信息，运动控制卡对所述的这些信息进行处理，输出控制信号至伺服驱动器，其特征在于，所述运动控制卡包括：信息处理模块分别连接逻辑保护模块、控制局域网模块、数据交换模块、模拟量信号监视模块、码盘信号读取模块、位置控制脉冲宽度调制波信号发生模块和模拟控制量输出模块，所述信息处理模块负责对逻辑保护模块、控制局域网模块、数据交换模块、模拟量信号监视模块、码盘信号读取模块、位置控制脉冲宽度调制波信号发生模块和模拟控制量输出模块的信息进行处理，输出控制信号，其中：信息处理模块的输入端分别与模拟量信号监视模块的输出端、码盘信号读取模块的输出端连接，信息处理模块的输出端分别与模拟控制量输出模块、位置控制脉冲宽度调制波信号发生模块的输入端连接；信息处理模块通过模拟量信号监视模块及码盘信号读取模块接收伺服驱动器回馈的受控电机运动位置的码盘值信息和速度及扭矩的模拟信号，信息处理模块对受控电机运动位置的码盘值信息和速度及扭矩的模拟信号进行处理，由信息处理模块的输出端输出速度、扭矩模拟控制量至模拟控制量输出模块，输出位置控制方式下的位置控制量至位置控制脉冲宽度调制波信号发生模块；逻辑保护模块与信息处理模块连接，检测并判断系统的异常状态；控制局域网模块与信息处理模块连接，及多个多轴运动控制卡的控制局域网模块之间串联连接，实现多块运动控制卡间的通信；数据交换模块与上位机及信息处理模块连接，实现运动控制卡与上位机的实时通信；模拟量信号监视模块的输入端通过伺服驱动器读取受控电机的速度及扭矩模拟量信息，模拟量信号监视模块的输出端输出速度及扭矩的数字信号至信息处理模块；码盘信号读取模块的输入端连接至伺服驱动器，接收正交编码脉冲信息及串行数据信息，通过对正交编码脉冲计数获知电机运动的相对位置信息，通过串行数据获知电机的绝对位置信息；码盘信号读取模块的输出端输出受控电机运动位置的码盘值信息至信息处理模块；位置控制脉冲宽度调制波信号发生模块输入端与信息处理模块连接，位置控制脉冲宽度调制波信号发生模块接收信息处理模块的脉冲控制量，输出位置控制脉冲宽度调制波至伺服驱动器；模拟控制量输出模块与信息处理模块连接，模拟控制量输出模块接收信息处理模块的数字控制信号，数字控制信号经数模转换器转换为模拟控制信号，输出速度及扭矩的模拟控制信号至伺服驱动器。