[發明專利]一種運動控制卡及數控系統

有效

• 申請號: 201310694990.9
• 申請日: 2013-12-16
• 公開（公告）號: CN103713573A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 劉曄東;何永基;范浩
• 申請（專利權）人: 深圳市綜科邦達機電設備有限公司
• 主分類號: G05B19/18
• 分類號: G05B19/18;H04L12/40
• 代理公司: 深圳市威世博知識產權代理事務所(普通合伙) 44280
• 代理人: 何青瓦

技術領域

本發明涉及數控技術領域，具體是一種運動控制卡及數控系統。

背景技術

運動控制卡是基于個人計算機（Personal?Computer，簡稱PC）總線，利用高性能微處理器（如數字信號處理DSP）及大規?？删幊唐骷崿F多個伺服電機的多軸協調控制的一種高性能的伺服電機運動控制卡，是數控技術領域中的核心部件。如今隨著自動化技術的日益成熟，用機器來完成生產過程中的各道工序將成為主流趨勢，因此對數控系統的靈活性和通用性提出了更高的要求，這就需要一種能夠滿足各種不同場合需求，能夠快速應用，且性能高效的數控系統。

目前，大部分設備的數控系統多采用基于PCI的運動控制卡，但是采用這種方式來實現運動控制的數控系統控制的軸數往往受限于PCI的插槽數量限制。而且，PCI每控制一個軸則需要一根PCI信號線連接控制卡和PC機，例如控制4個軸，PCI需要4條PCI信號線。如果對于大型的數控系統來說，設備體積大，受控電機數量較多，而且分布往往比較分散，此時采用PCI的運動控制卡信號引線會非常雜亂，而且極易受到現場電磁波的干擾，這就直接影響到了數控系統的穩定性和系統的控制精度。

另外，現有技術中的運動控制卡一般采用脈沖控制方式，例如ARM控制器接收到各軸位置或速度控制命令后，通過脈沖發生器產生各軸所需的脈沖信號，并傳送給電機驅動器。對應地，電機驅動器則采用位置控制模式，先將脈沖信號通過內置算法轉換成相應的可識別的模擬量信號，再根據所述模擬量信號驅動各軸電機運動。由于電機驅動器需要進行一定的換算才能實現驅動，使得電機驅動器的響應速度慢。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種運動控制卡及數控系統，能夠提高運動控制卡的控制性能和系統的抗干擾性，加快運動控制卡所控制的電機的響應速度。

為解決上述技術問題，本發明采用一種技術方案：提供一種運動控制卡，包括順序連接的第一控制器局域網絡CAN通信接口、控制電路和輸入/輸出電路，其中：所述第一CAN通信接口，用于與外部控制設備進行CAN信息通信；所述控制電路，用于獲取外部控制設備通過所述第一CAN通信接口發送的動作命令，并根據該動作命令發送相應的運動控制信號到輸入/輸出電路，以及用于從輸入/輸出電路實時獲取電機的當前狀態信息；所述輸入/輸出電路，用于接收所述運動控制信號并將所述運動控制信號轉換為外部電機可直接識別的模擬量信號后發送給外部電機，以及獲取外部電機反饋的當前狀態信息。

其中，所述輸入/輸出電路包括分別與所述控制電路、第一數目個所述外部電機連接的第一輸出電路，所述第一輸出電路接收所述控制電路根據第一CAN通信接口接收到的第一CAN信號產生運動控制信號，并將所述運動控制信號相應輸出至所述外部電機。

其中，所述第一輸出電路包括所述第一數目個數模轉換電路，其中，每一所述數模轉換電路均與所述控制電路連接，每一所述數模轉換電路均與一所述外部伺服電機驅動器連接，所述數模轉換電路將所述控制電路輸出的運動控制信號轉換為相應的模擬量信號并輸出至所述外部電機驅動器。

其中，所述輸入/輸出電路還包括分別與所述控制電路、第一數目個所述外部電機連接的第二輸出電路，所述第二輸出電路包括所述第一數目個數字量輸出電路及所述第一數目個第一光電隔離電路，其中，每一所述數字量輸出電路和第一光電隔離電路一一對應連接，每一數字量輸出電路均與所述控制電路連接，每一所述第一電隔離電路均與一所述外部電機連接，所述數字量輸出電路將所述控制電路產生的使能信號輸出至所述第一光電隔離電路，所述第一光電隔離電路將所述使能信號輸出至外部電機。

其中，所述輸入/輸出電路包括分別與所述控制電路、第一數目個所述外部電機連接的第一輸入電路，所述第一輸入電路將所述外部電機輸出的當前狀態信息，通過所述控制電路、所述第一CAN通信接口發送給所述外部控制設備。

其中，所述第一輸入電路包括所述第一數目個第二差分電路和所述第一數目個解析電路，其中，每一所述第二差分電路和解析電路一一對應連接，每一所述第二差分電路均與一所述外部電機連接，每一所述解析電路均與所述控制電路連接，所述第二差分電路接收外部電機輸出的當前狀態信息，并輸出至所述解析電路，所述解析電路將所述外部電機輸出的當前狀態信息轉換為所述控制電路能夠識別的信號并通過所述控制電路、所述第一CAN通信接口發送給所述外部控制設備。