[實用新型]一種真空多軸電機運動控制系統

有效

• 申請號: 202021286656.1
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN212137570U
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 丁大為;劉偉
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: H02P8/40
• 分類號: H02P8/40
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 吳旭

本實用新型公開了一種真空多軸電機運動控制系統，包括單片機、直流電源、電壓轉換電路、驅動電路、解碼器、旋轉變壓器以及若干真空步進電機。直流電源用于給驅動電路、解碼器、旋轉變壓器以及各真空步進電機供電，電壓轉換電路用于將直流電源輸出電壓降壓后給所述單片機供電。單片機輸出脈沖信號和方向信號到驅動電路，由驅動電路驅動各真空步進電機。旋轉變壓器用于實時采集各真空步進電機的轉動位置信號，旋轉變壓器輸出的幅值信號經解碼器轉換為數字信號后輸入到單片機的信號端，形成閉環控制回路。本系統提高了器件工作的可靠性，解決了步進電機對物體運動位置的控制精確度較低的技術問題，具有結構簡單，操作方便的優點。

技術領域

本實用新型涉及一種電機控制系統，具體涉及一種真空多軸電機運動控制系統。

背景技術

步進電機為控制電動機，在控制系統中充當“核心執行裝置”。步進電機和普通電機的區別主要在于其脈沖驅動的形式，因為這個特點，步進電機可以和現代的數字控制技術相結和。由于步進電機具有結構簡單、可靠性高和成本低的特點，所以步進電機廣泛應用在生產實踐的各個領域。但步進電機在控制精度、速度變化范圍、低速性能方面相對不足。此外，市面上對步進電機的控制大多采用開環控制系統，可以適用于一般精度要求的運動控制，但是無法應對更高精度要求的真空環境下的運動控制。

發明內容

發明目的：針對上述現有技術，提出一種真空多軸電機運動控制系統，實現真空環境下多軸步進電機的精確控制。

技術方案：一種真空多軸電機運動控制系統，包括單片機、直流電源、電壓轉換電路、驅動電路、解碼器、旋轉變壓器以及若干真空步進電機；所述直流電源用于給驅動電路、解碼器、旋轉變壓器以及各真空步進電機供電，所述電壓轉換電路用于將所述直流電源輸出電壓降壓后給所述單片機供電；所述單片機輸出脈沖信號和方向信號到所述驅動電路，由所述驅動電路驅動各真空步進電機；所述旋轉變壓器用于實時采集各真空步進電機的轉動位置信號，所述旋轉變壓器輸出的幅值信號經所述解碼器轉換為數字信號后輸入到所述單片機的信號端，形成閉環控制回路。

進一步的，所述單片機與所述驅動電路之間通設置光耦隔離。

進一步的，所述電壓轉換電路與所述直流電源之間設置EMI濾波器。

進一步的，所述單片機通過USB轉串口模塊連接上位機，并通過GPIO接口連接按鍵模塊。

進一步的，所述電壓轉換電路包括24V電源信號接口CN2、測試接口CN3、電容C3、共模電感L2、電容C4、二極管D2、電容C6、電容C8、芯片V1、開關SW1、二極管D4、電感L1、電容C9、電容C10、熔斷器F1、二極管D3、芯片V2、電容C5、電容C7、二極管D1、電阻R5；電容C3并聯于24V電源信號接口CN2的兩接線端；共模電感L2的1,3兩端與C3并聯，共模電感L2的2，4端與電容C4并聯；二極管D2串聯于共模電感L2的4端與芯片V1的輸入端；芯片V1型號為LM2596S-5.0，芯片V1的3,5端接地；電容C6串聯于二極管D2與地之間；電容C8串聯于二極管D2與地之間；二極管D4串聯于芯片V1的2端與地之間；電感L1并聯于芯片V1的2端與4端；電容C9串接于電感L1與地之間；電容C10并接于芯片V1的4端與地之間；熔斷器F1串接于芯片V1的4端與開關SW1的3腳；D3二極管型號為SMAJ5.0A，用于瞬態電壓抑制，串接于開關SW1的2端與地之間；芯片V2的型號為LD1117-3.3V，用于將輸出5V轉換為3.3V，IN端接開關SW1的2端，GND接地，OUT串接電容C5接地，串接C7接地；開關SW1的2端接出5V電源信號，芯片V2的OUT接出3.3V電源信號；3.3V電源信號串接發光二極管D1與電阻R5接地，用于檢測電源轉換電路是否正常工作。

有益效果：本實用新型提供了一種適合真空環境下的多軸電機運動控制系統，提高了器件工作的可靠性，解決了步進電機對物體運動位置的控制精確度較低的技術問題，具有結構簡單，操作方便的優點。

附圖說明