[发明专利]一种模块化可重构的运动控制器

说明书

技术领域

本发明涉及自动化和先进制造领域，具体涉及一种模块化可重构的运动控制器。

背景技术

运动控制器是数控机床、机器人等一类机电一体化设备中常用的核心运动控制部件。目前运动控制器已从单片机或微处理器作为核心的运动控制器和专用芯片作为核心处理器的运动控制器，发展到基于PC总线、现场总线和工业以太网等的以DSP和FPGA作为核心处理器的开放式的，具有互操作性、可移植性、可缩放性和可互换性的运动控制器。国内外，已有多种商品化的运动控制器，如美国的PMAC运动控制器，国内固高公司系列控制器。

但是，目前这些控制器固件与硬件联系紧密，互操作性、可移植性、可缩放性和可互换性等都较差，而且用户很难根据实际运动控制器功能的需求对运动控制器进行功能模块的增加、裁剪和修改，实现运动控制器的重构，这限制了运动控制器的应用。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种模块化可重构的运动控制器，以解决目前运动控制器互操作性、可移植性、可缩放性和可互换性等都较差的问题。该运动控制器包括由管理框架1、多个功能模块框架2、多个功能模块3、管理框架硬件接口驱动4和多个功能模块硬件接口驱动5组成的运动控制器固件部分，以及由管理框架硬件接口6和多个功能模块硬件接口7组成的运动控制器硬件部分。该运动控制器可以根据运动控制器控制功能的需求对多个功能模块框架2、多个功能模块硬件接口驱动5和多个功能模块3中的多个子功能模块增加、裁剪和修改，实现运动控制器的重构。

为实现上述目标，本发明所采用的技术方案如下：

所述的模块化可重构的运动控制器，至少包括由管理框架1、多个功能模块框架2、多个功能模块3、管理框架硬件接口驱动4和多个功能模块硬件接口驱动5组成的运动控制器固件部分，以及由管理框架硬件接口6和多个功能模块硬件接口7组成的运动控制器硬件部分；

所述的管理框架1与多个功能模块框架2和管理框架硬件接口6相连，主要用于对各功能模块框架2和管理框架硬件接口驱动6调用与数据信息管理，以及完成各功能模块框架2之间的数据信息交互；

所述的多个功能模块框架2，每个功能模块框架2与对应的功能模块硬件接口驱动5和功能模块3中的多个子功能模块相连，主要用于对功能模块硬件接口驱动5和功能模块3中的多个子功能模块调用和数据信息管理，完成功能模块硬件接口驱动5和功能模块3中的多个子功能模块之间的数据信息交互；

所述的多个功能模块3，每个功能模块3由多个子功能模块组成，每个子功能模块完成单一的子功能，子功能模块之间相互独立，非直接耦合，且不能直接与功能模块硬件接口驱动5进行数据信息交互；

所述的管理框架硬件接口驱动4与管理框架硬件接口6和管理框架1相连，主要用于获取和处理管理框架硬件接口6信息，将处理结果送入管理框架1；所述的管理框架硬件接口驱动4还用于接收和处理管理框架1传送的数据信息，将处理结果送入管理框架硬件接口6；

所述的多个功能模块硬件接口驱动5，每个功能模块硬件接口驱动5与对应的功能模块硬件接口7和功能模块框架2相连，主要用于获取和处理功能模块硬件接口7信息，将处理结果通过功能模块框架2送入功能模块3中需要获取功能模块硬件接口7信息的子功能模块；所述的多个功能模块硬件接口驱动5，每个功能模块硬件接口驱动5还用于接收和处理功能模块框架2对功能模块5中子功能模块管理的数据信息，将处理结果送入功能模块硬件接口7中；

所述的管理框架硬件接口6，提供运动控制器管理框架1所需的硬件接口；

所述的多个功能模块硬件接口7，提供运动控制器功能模块3所需的硬件接口。

所述的多个功能模块框架2、多个功能模块硬件接口驱动5和多个功能模块3中的多个子功能模块，都可以根据运动控制器控制功能的需求进行增加、裁剪和修改；通过管理框架1对多个功能模块框架2进行调用，以及每个功能模块框架2对功能模块硬件接口驱动5和功能模块3中的子功能模块进行调用，实现运动控制器的重构。

所述的管理框架1不能直接调用每个功能模块3中的子功能模块，需要通过功能模块框架2完成对功能模块3中子功能模块的调用。

本发明的特点和有益效果在于：

(1)采用管理框架对多个功能模块框架和管理框架硬件接口驱动进行调用与数据信息管理，以及功能模块框架对功能模块硬件接口驱动和功能模块中多个子功能模块进行调用与数据信息管理，提高了运动控制器的互操作性。