[發明專利]柔性材料切割機器人智能數字控制器及實現方法

在審

• 申請號: 201710469626.0
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN107127811A
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發明（設計）人: 鄧耀華;江秀平;劉夏麗
• 申請（專利權）人: 佛山世科智能技術有限公司;廣東工業大學
• 主分類號: B26D5/00
• 分類號: B26D5/00;B25J9/16
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司11340
• 代理人: 楊文錄

技術領域

本發明涉及智能數字控制器領域，尤其涉及一種網絡型的多核協同工作的柔性材料切割機器人智能數字控制器及其實現方法。

背景技術

現有的柔性材料切割機器人一般采用脈沖式運動控制器，接線復雜，效率低，設備故障率高，維護成本高。此外，針對不同驅動器、模擬量、IO接口板，又有不同的接口類型，從而導致了控制系統兼容性和穩定性差。隨著生產要求的不斷提升，生產效率和加工精度的提高，控制軸數不斷增加，而現有的數字控制器只能通過增加擴展卡來實現軸數增加，硬件和軟件修改的工作量大，故需設計一種網絡型數字控制器，易擴展，穩定性好，同時保證高數據傳輸速率和準確率。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種網絡型的多核協同工作的柔性材料切割機器人智能數字控制器及實現方法。

本發明的目的通過以下的技術方案來實現：

柔性材料切割機器人智能數字控制器，該控制器為網絡型的多核協同工作的智能數字控制器，包括：ARM芯片、伺服驅動器總線通信模塊和CPLD模塊；所述

ARM芯片，內置有Cortex-M0和Cortex-M4兩個處理器核，并外接閃存、SD卡、SRAM及以太網物理層收發器_2；所述Cortex-M0根據圖形編號將SD卡中對應的圖形讀取到SRAM_1中，并向中斷控制器發出圖形數據準備就緒中斷請求，中斷請求被響應后由Cortex-M4讀入圖形數據并對圖形進行插補計算；

伺服驅動器總線通信模塊，用于接收插補計算結果，并將計算結果通過數據發送端口傳送到對應地址編號的伺服驅動器的數據輸入端；

CPLD模塊；用于讀取機床的原點、終點及限位信號，并將讀取的信號的值存放在所述SRAM_1指定的共享空間。

柔性材料切割機器人智能數字控制器的實現方法，該方法是基于網絡型的多核協同工作的智能數字控制器實現，所述方法包括：

Cortex-M0根據圖形編號將SD卡中對應的圖形讀取到SRAM_1中，并向中斷控制器發出圖形數據準備就緒中斷請求；

通過Cortex-M4讀入圖形數據并對圖形進行插補計算，并由數據總線將計算結果發送到伺服驅動器總線通信模塊；

由數據發送端口將插補計算結果傳送到對應地址編號的伺服驅動器的數據輸入端。

與現有技術相比，本發明的一個或多個實施例可以具有如下優點：

控制器通過網線與各伺服驅動器連接，各驅動器之間通過網線串接，連接線少、干擾、數據通訊速度快，出現數據丟失概率極小，比脈沖控制方式更容易實現伺服系統的高速、高精度、協同控制。

附圖說明

圖1是柔性材料切割機器人智能數字控制器原理結構示意圖；

圖2是智能數字控制器核間中斷實現原理結構示意圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合實施例及附圖對本發明作進一步詳細的描述。

如圖1所示，為切割機器人智能數字控制器結構，所述控制器為網絡型的多核協同工作的智能數字控制器，包括：ARM芯片、伺服驅動器總線通信模塊和CPLD模塊；所述

ARM芯片，內置有Cortex-M0和Cortex-M4兩個處理器核，并外接閃存、SD卡、SRAM及以太網物理層收發器_2；所述Cortex-M0根據圖形編號將SD卡中對應的圖形讀取到SRAM_1中，并向中斷控制器發出圖形數據準備就緒中斷請求，中斷請求被響應后由Cortex-M4讀入圖形數據并對圖形進行插補計算；

伺服驅動器總線通信模塊，用于接收插補計算結果，并將計算結果通過數據發送端口傳送到對應地址編號的伺服驅動器的數據輸入端；

CPLD模塊；用于讀取機床的原點、終點及限位信號，并將讀取的信號的值存放在所述SRAM_1指定的共享空間。

上述ARM芯片采用LPC4357；所述Cortex-M0為主控制核，Cortex-M4用于插補運動控制，所述SRAM包括有兩片。

上述Cortex-M0和Cortex-M4之間通過共享內存方式實現數據交換，并采用核間中斷的方式進行協同工作；所述核間中斷由中斷控制器控制。

上述伺服驅動器總線通信模塊包括以太網物理層收發器_1和RTEX總線通信協議轉換芯片，所述RTEX總線通信協議轉換芯片通過地址總線和數據總線與所述ARM芯片連接。

上述ARM芯片通過11根地址線、32根數據線和RTEX總線通信協議轉換芯片連接。