[发明专利]多轴运动伺服控制与保护系统

摘要

本发明一种多轴运动伺服控制与保护系统，涉及自动化技术，该控制系统由ARM控制器、CAN通讯卡、CPLD器件、FPGA计数器、电机驱动器、直流或步进电机、光电码盘或光栅尺、传感器等组成。ARM控制器通过CAN总线接收上位机发送的位置或速度控制命令，利用内置算法计算出控制量，通过CPLD产生相应的脉宽信号或频率信号，经由电机驱动器驱动电机的运动；通过FPGA处理光电码盘或光栅尺信号，作为反馈信号送至ARM处理器实现伺服控制；通过传感器检测机构和电机的运行状态，由ARM处理器对过载、限位等情况及时控制，保护执行机构的安全运行。本发明系统可同时对至少8轴电机进行控制，方便了多轴运动机构的电气控制。

主权项

1.一种多轴运动伺服控制与保护系统，包括电机驱动器、直流或步进电机、光电码盘或光栅尺、各种传感器；其特征在于：还包括ARM控制器、CAN通讯卡、CPLD脉冲发生器、FPGA加减计数器，其中，ARM控制器、CAN通讯卡、CPLD脉冲发生器、FPGA加减计数器都含有相同定义的系统总线接口，通过104芯插针相互叠插在一起，CAN通讯卡含有CAN总线通讯接口，FPGA加减计数器含有差分信号输入接口，电机驱动器为直流电机驱动器或步进电机驱动器，含有控制信号输入接口和电机驱动接口，ARM控制器含有开关量信号输入接口，传感器包括限位开关传感器、过载检测传感器；电机驱动器的控制信号输入接口与CPLD脉冲发生器相连，电机驱动接口与相应类型的电动机连接，光电码盘或光栅尺安装在运动机构上，其信号输出与FPGA的差分信号输入接口连接，各种传感器信号与ARM控制器的开关量信号输入接口连接；CPLD脉冲发生器有至少8路信号输出接口，同时连接至少8路电机驱动器；FPGA加减计数器有至少8路信号输入接口，同时连接至少8路光电码盘或光栅尺信号；多轴运动伺服控制与保护系统通过CAN总线通讯接口与负责规划控制的上位机相连，由上位机产生各轴的位置或速度控制命令，并发送给ARM控制器，利用内置算法计算出控制量，通过CPLD产生各轴所需的相应脉宽信号或频率信号，经由各电机驱动器驱动各轴电机的运动；通过FPGA处理安装在各轴机构上的光电码盘或光栅尺信号，作为反馈信号送至ARM处理器实现多轴伺服控制；通过限位开关传感器检测机构的机械到位情况，通过过载传感器检测电机的运行状态，由ARM处理器对电机过载、机械限位的情况及时停车控制，以保护执行机构的安全运行。