[實用新型]運動控制系統

有效

• 申請號: 201220548441.1
• 申請日: 2012-10-24
• 公開（公告）號: CN202854562U
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 唐寧;孫培;耿玉新
• 申請（專利權）人: 常州銘賽機器人科技有限公司
• 主分類號: G05B19/414
• 分類號: G05B19/414
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 徐琳淞

技術領域

本實用新型涉及一種新型的運動控制系統。

背景技術

運動控制系統起源于20世紀80年代，經歷從以單片機或微處理器作為核心的運動控制系統和以專用芯片（ASIC）作為核心處理器的運動控制器，發展到以DSP+FPGA雙核處理器的開放式運動控制系統。同時運動控制技術也由面向傳統的數控加工行業專用運動控制技術而發展為具有開放結構、能結合具體應用要求而快速重組的先進運動控制技術。基于網絡的開放式結構和嵌入式結構的通用運動控制系統逐步成為自動化控制領域里的主導。高速、高精度始終是運動控制技術追求的目標。

以單片機或微處理器為核心的運動控制系統速度較慢，精度不高，成本相對較低。一般應用在一些需要低速點位運動控制和對軌跡要求不高的輪廓運動控制場合。

以專用芯片（ASIC）作為核心處理器的運動控制系統，結構比較簡單，大多數只能輸出脈沖信號，開環控制方式，不能提供連續插補功能，一般應用在單軸點位控制場合，無法脈沖多種協調插補運動。

新型運動控制系統，DSP能夠進行復雜的運動規劃、高速實時多軸插補、誤差補償和更復雜的運動學、動力學計算，使得運動控制精度更高、速度更快、運動更加平穩；DSP+FPGA雙核技術，使系統的結構擴展性更好。中國專利文獻CN201110324404.2公開的《多軸運動控制系統》中的上位機采用了DSP+ARM的雙核處理器，價格相對比較高，屬于專用處理器；靈活性較差，而且型號選擇空間少，成本高。

實用新型內容

本實用新型的目的是解決現有技術存在的問題，提供一種互換性、操作性、擴展性、靈活性高，同時能縮短開發時間，減少成本的新型的運動控制系統。

實現本實用新型目的的技術方案是一種運動控制系統，包括控制核心、傳感輸入模塊、驅動輸出模塊、觸摸屏/鍵盤顯示模塊和電機控制模塊；傳感輸入模塊的輸出端連接控制核心的輸入端；驅動輸出模塊的輸入端連接控制核心的輸出端；觸摸屏/鍵盤顯示模塊與控制核心雙向電連接；電機控制模塊的輸入端連接控制核心的輸出端，其輸出端通過電機驅動器控制至少一個電機；控制核心包括DSP主處理器、FPGA協處理器和ARM從處理器。

控制核心的DSP主處理器和ARM從處理器的輸出端均通過地址總線和控制總線與FPGA協處理器的輸入端連接；DSP主處理器和ARM從處理器還通過數據總線與FPGA協處理器雙向電連接。

運動控制系統還包括擴展功能模塊、擴展輸入模塊和擴展輸出模塊；擴展功能模塊與控制核心雙向電連接；擴展輸入模塊的輸出端連接控制核心的輸入端；擴展輸出模塊的輸入端連接控制核心的輸出端。

根據權利要求3的運動控制系統還包括與控制核心雙向電連接的上位機。

采用了上述技術方案后，本實用新型具有的積極效果如下：（1）本實用新型的控制核心系統采用以DSP為主處理器，FPGA為協處理，ARM為從處理器的3核架構思想，與單DSP控制系統相比，增加FPGA增強了系統的擴展能力，有效減輕DSP做算法處理的負荷；與DSP+FPGA雙核控制系統相比，增加ARM豐富了系統外設資源，并且分擔DSP部分外設操作，提高DSP的運算能力，增強了系統的靈活性，提高了系統的工作效率，因此使得本實用新型的運動控制系統的結構開放性更高，擴展性更好，靈活性更佳。

（2）本實用新型的擴展輸入模塊、擴展功能模塊和擴展輸出模塊用于系統擴展，增加系統的可擴展性和使用靈活性。

（3）本實用新型的運動控制系統可以單獨運行，即相當于作為上位機控制多個電機的運動；也可以作為下位機，接受上位機的指令，與其他相同或者不同的系統一起實現更為復雜的控制。

（4）本實用新型的系統特別適合應用于點膠機、雕刻機等平面多軸工控設備中，具有很好的互換性、操作性、擴展性、靈活性，同時縮短開發時間，減少成本。

附圖說明

為了使本實用新型的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例并結合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中

圖1為本實用新型的原理框圖。

附圖中標號為：

控制核心1、傳感輸入模塊2、驅動輸出模塊3、觸摸屏/鍵盤顯示模塊4、電機控制模塊5、擴展功能模塊6、擴展輸入模塊7、擴展輸出模塊8、上位機9。

具體實施方式

（實施例1）

見圖1，本實施例的運動控制系統，包括控制核心1、傳感輸入模塊2、驅動輸出模塊3、觸摸屏/鍵盤顯示模塊4、電機控制模塊5、擴展功能模塊6、擴展輸入模塊7、擴展輸出模塊8和上位機9。