[發明專利]一種用于多軸運動控制系統的驅動控制器

在審

• 申請號: 201811215702.6
• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN109194203A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 郭同健;付云博;張立文;牛文達
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: H02P5/46
• 分類號: H02P5/46
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 曹衛良

本發明實施例公開了一種用于多軸運動控制系統的驅動控制器。該驅動控制器包括用于將上位機發出的控制指令和各個軸系所反饋的編碼信息按照預設控制算法計算出控制量的控制板卡；用于采集多種信息并將多種信息傳輸給控制板卡和用于接收控制板卡傳輸的控制量并將控制量發送給各個軸系的電機的驅動板卡；其中，控制板卡與驅動板卡通過光纖連接；用于向控制板卡提供控制電壓和用于向驅動板卡提供驅動電壓的電源轉換分配模塊。該驅動控制器不僅有利于多軸運動控制系統的軸系之間協調運動，還有利于提高系統的控制精度。

技術領域

本發明涉及伺服控制的技術領域，具體涉及一種用于多軸運動控制系統的驅動控制器。

背景技術

隨著高端工業制造的快速發展，多軸運動系統對驅動控制技術的要求也越來越高。多軸運動控制系統中的驅動控制器對多軸運動控制系統精度、穩定性、協同規劃能力起著關鍵作用，是多軸運動控制系統的核心機構。目前，現有的用于多軸運動系統的驅動控制器多為拼裝形式的單軸驅動控制板器，而且控制部分和驅動部分多為分離狀態，這不僅不利于多軸運動控制系統軸系之間的協同運動，還會增加系統延遲。

因此，針對現有的多軸運動控制系統的拼接式單軸驅動控制板器及控制部分與驅動部分分離狀態的問題，有必要提供一種有利于多軸運動控制系統的軸系之間協調運動且提高系統控制精度的用于多軸運動控制系統的驅動控制器。

發明內容

針對現有的多軸運動控制系統的拼接式單軸驅動控制板器及控制部分與驅動部分分離狀態的問題，本發明實施例提出一種用于多軸運動控制系統的驅動控制器。本發明實施例所提出用于多軸運動控制系統的驅動控制器利用光纖連接驅動部分和控制部分，既可以提高系統控制精度又可以避免兩部分強電和弱電之間的電磁干擾。進一步地，本發明實施例所提出用于多軸運動控制系統的驅動控制器利用FPGA作為信息分配收發模塊可以大大提高各軸的信息傳輸，保證了驅動控制器的運行效率。

該用于多軸運動控制系統的驅動控制器的具體方案如下：一種用于多軸運動控制系統的驅動控制器，包括：控制板卡，用于將上位機發出的控制指令和各個軸系所反饋的編碼信息按照預設控制算法計算出控制量；驅動板卡，用于采集多種信息并將所述多種信息傳輸給所述控制板卡，用于接收所述控制板卡傳輸的控制量并將所述控制量發送給各個軸系的電機；所述控制板卡與所述驅動板卡通過光纖連接；電源轉換分配模塊，分別與所述控制板卡和所述驅動板卡連接，用于向所述控制板卡提供控制電壓，用于向所述驅動板卡提供驅動電壓。

優選地，所述多種信息包括運動控制系統的編碼器信息、驅動電流信息和霍爾信號。

優選地，所述驅動板卡接收所述控制板卡傳輸的控制量后，將所述控制量進行功率放大后，再傳輸給各個軸系的電機。

優選地，所述控制板卡包括：第一FPGA，用于將上位機發送的控制指令、驅動板卡發送編碼器信息、驅動電流信息和霍爾信息解包整合后發送給各個DSP，并用于將各個DSP計算出的控制量打包后發送給驅動板卡，并用于將編碼器信息、驅動電流信息、系統狀態信息通過以太網收發模塊發送給上位機；多個DSP，所述多個DSP對應多個軸系，每個DSP用于接收第一FPGA發送給對應軸系的指令信息、編碼器信息和霍爾信息，并根據內置的控制算法計算出相應軸系的控制量并將控制量發送給第一FPGA，并將對應軸系相關狀態信息發送給第一FPGA；以太網收發模塊，與上位機通過網線連接，用于接收上位機通過網線傳輸的控制指令并將控制指令發送給第一FPGA，將第一FPGA打包的編碼器信息、驅動電流信息、系統狀態信息通過網線發送給上位機；第一SFP光模塊，與驅動板卡的第二SFP光模塊通過光纖連接，用于負責驅動板卡和控制板卡之間的信息傳輸。