一種運動控制卡及數控系統的製作方法
2023-04-23 08:29:41 1
一種運動控制卡及數控系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種運動控制卡及數控系統，其中，所述運動控制卡包括順序連接的第一CAN通信接口、控制電路和輸入/輸出電路，其中，所述第一CAN通信接口，用於與外部控制設備進行CAN信息通信；所述控制電路，用於獲取外部控制設備通過所述第一CAN通信接口發送的動作命令，並根據該動作命令發送相應的運動控制信號到輸入/輸出電路，以及用於從輸入/輸出電路實時獲取電機的當前狀態信息；所述輸入/輸出電路，用於接收所述運動控制信號並將所述運動控制信號轉換為模擬量信號後發送給外部電機，以及獲取外部電機反饋的當前狀態信息。通過上述方式，能夠實現提高運動控制卡的控制性能和通信的抗幹擾性，加快運動控制卡所控制的電機的響應速度。
【專利說明】一種運動控制卡及數控系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及數控【技術領域】，具體是一種運動控制卡及數控系統。
【背景技術】
[0002]運動控制卡是基於個人計算機(Personal Computer,簡稱PC)總線,利用高性能微處理器(如數位訊號處理DSP)及大規模可編程器件實現多個伺服電機的多軸協調控制的一種高性能的伺服電機運動控制卡，是數控【技術領域】中的核心部件。如今隨著自動化技術的日益成熟，用機器來完成生產過程中的各道工序將成為主流趨勢，因此對數控系統的靈活性和通用性提出了更高的要求，這就需要一種能夠滿足各種不同場合需求，能夠快速應用，且性能高效的數控系統。
[0003]目前，大部分設備的數控系統多採用基於PCI的運動控制卡，但是採用這種方式來實現運動控制的數控系統控制的軸數往往受限於PCI的插槽數量限制。而且，PCI每控制一個軸則需要一根PCI信號線連接控制卡和PC機，例如控制4個軸，PCI需要4條PCI信號線。如果對於大型的數控系統來說，設備體積大，受控電機數量較多，而且分布往往比較分散，此時採用PCI的運動控制卡信號引線會非常雜亂，而且極易受到現場電磁波的幹擾，這就直接影響到了數控系統的穩定性和系統的控制精度。
[0004]另外，現有技術中的運動控制卡一般採用脈衝控制方式，例如ARM控制器接收到各軸位置或速度控制命令後，通過脈衝發生器產生各軸所需的脈衝信號，並傳送給電機驅動器。對應地，電機驅動器則採用位置控制模式，先將脈衝信號通過內置算法轉換成相應的可識別的模擬量信號，再根據所述模擬量信號驅動各軸電機運動。由於電機驅動器需要進行一定的換算才能實現驅動，使得電機驅動器的響應速度慢。
實用新型內容
[0005]本實用新型主要解決的技術問題是提供一種運動控制卡及數控系統，能夠提高運動控制卡的控制性能和系統的抗幹擾性，加快運動控制卡所控制的電機的響應速度。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型採用一種技術方案:提供一種運動控制卡，包括順序連接的第一控制器區域網路CAN通信接口、控制電路和輸入/輸出電路，其中:所述第一 CAN通信接口，用於與外部控制設備進行CAN信息通信；所述控制電路，用於獲取外部控制設備通過所述第一 CAN通信接口發送的動作命令，並根據該動作命令發送相應的運動控制信號到輸入/輸出電路，以及用於從輸入/輸出電路實時獲取電機的當前狀態信息；所述輸入/輸出電路，用於接收所述運動控制信號並將所述運動控制信號轉換為外部電機可直接識別的模擬量信號後發送給外部電機，以及獲取外部電機反饋的當前狀態信息。
[0007]其中，所述輸入/輸出電路包括分別與所述控制電路、第一數目個所述外部電機連接的第一輸出電路，所述第一輸出電路接收所述控制電路根據第一 CAN通信接口接收到的第一 CAN信號產生運動控制信號，並將所述運動控制信號相應輸出至所述外部電機。
[0008]其中，所述第一輸出電路包括所述第一數目個數模轉換電路，其中，每一所述數模轉換電路均與所述控制電路連接，每一所述數模轉換電路均與一所述外部伺服電機驅動器連接，所述數模轉換電路將所述控制電路輸出的運動控制信號轉換為相應的模擬量信號並輸出至所述外部電機驅動器。
[0009]其中，所述輸入/輸出電路還包括分別與所述控制電路、第一數目個所述外部電機連接的第二輸出電路，所述第二輸出電路包括所述第一數目個數字量輸出電路及所述第一數目個第一光電隔離電路，其中，每一所述數字量輸出電路和第一光電隔離電路一一對應連接，每一數字量輸出電路均與所述控制電路連接，每一所述第一電隔離電路均與一所述外部電機連接，所述數字量輸出電路將所述控制電路產生的使能信號輸出至所述第一光電隔離電路，所述第一光電隔離電路將所述使能信號輸出至外部電機。
[0010]其中，所述輸入/輸出電路包括分別與所述控制電路、第一數目個所述外部電機連接的第一輸入電路，所述第一輸入電路將所述外部電機輸出的當前狀態信息，通過所述控制電路、所述第一 CAN通信接口發送給所述外部控制設備。
[0011]其中，所述第一輸入電路包括所述第一數目個第二差分電路和所述第一數目個解析電路，其中，每一所述第二差分電路和解析電路一一對應連接，每一所述第二差分電路均與一所述外部電機連接，每一所述解析電路均與所述控制電路連接，所述第二差分電路接收外部電機輸出的當前狀態信息，並輸出至所述解析電路，所述解析電路將所述外部電機輸出的當前狀態信息轉換為所述控制電路能夠識別的信號並通過所述控制電路、所述第一CAN通信接口發送給所述外部控制設備。
[0012]其中，所述輸入/輸出電路包括分別與所述控制電路、第一數目個所述外部電機連接的第二輸入電路，所述第二輸入電路在所述控制電路接收到外部控制設備通過所述第一 CAN通信接口發送的第二 CAN信號時，相應獲取與所述外部電機的原點信息並通過所述控制電路、所述第一 CAN通信接口發送給所述外部控制設備。
[0013]其中，還包括與第一 CAN通信接口連接的第二 CAN通信接口，所述第二 CAN通信接口用於將所述第一 CAN通信接口接收到的CAN信號通過外部CAN總線發送給至少另一所述運動控制卡。
[0014]為解決上述技術問題，本實用新型採用另一種技術方案:提供一種數控系統，包括控制設備、至少一個上述的運動控制卡和至少一個電機，其中，每個所述運動控制卡與至少一個所述電機連接，所述控制設備包括第三控制器區域網路CAN通信接口，所述控制設備通過所述第三CAN通信接口與所述至少一個運動控制卡通信，所述控制設備通過所述至少一個運動控制卡對所述至少一個電機實現運動控制。
[0015]其中，所述第三CAN通信接口通過CAN總線與所述至少一個運動控制卡的第一 CAN通信接口連接。
[0016]區別於現有技術，本實用新型運動控制卡採用抗幹擾性較強的CAN通信方式與外部控制設備進行通信，提高了數控系統的抗幹擾能力，進而提高數控系統的穩定性和控制精度，並且，本實用新型運動控制卡將運動控制信號轉換為外部電機可直接識別的模擬量信號後再輸出至外部電機，加快了外部電機的響應速度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型運動控制卡一實施方式的結構示意圖；[0018]圖2是本實用新型運動控制卡另一實施方式的結構示意圖
[0019]圖3是圖2所示第一 CAN通信接口的電路示意圖；
[0020]圖4是本實用新型運動控制卡再一實施方式的結構示意圖；
[0021]圖5是本實用新型數控系統一實施方式的結構示意圖；
[0022]圖6是本實用新型數控系統另一實施方式的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖和具體的實施方式進行說明。
[0024]請參閱圖1，圖1是本實用新型運動控制卡一實施方式的結構示意圖。本實施方式中，所述運動控制卡包括順序連接的第一控制器區域網(Controller Area Network,簡稱CAN)通信接口 110、控制電路120和輸入/輸出電路130。
[0025]具體地，第一 CAN通信接口 110用於與外部控制設備實現CAN通信，所述第一 CAN通信接口 110通過現場總線(如一雙絞線)與外部控制設備連接，進而實現與外部控制設備間CAN信號的傳輸。
[0026]控制電路120用於分別與第一 CAN通信接口 110、輸入/輸出電路130進行通信，實現第一 CAN通信接口 110與輸入/輸出電路130間的信號交互。具體地，控制電路120用於獲取外部控制設備通過所述第一 CAN通信接口 110發送的動作命令，並根據該動作命令發送相應的運動控制信號到輸入/輸出電路130，以及用於從輸入/輸出電路130實時獲取電機的當前狀態信息。
[0027]輸入/輸出電路130用於與外部電機連接，以實現對外部電機的控制，主要是接收所述運動控制信號並將所述運動控制信號轉換為模擬量信號後發送給外部電機，以及獲取外部電機反饋的當前狀態信息，例如電機位置信息。
[0028]本實施方式中，外部控制設備將CAN信號發送給運動控制卡，運動控制卡通過第一CAN通信接口 110接收所述CAN信號，並通過控制電路120將CAN信號攜帶的信息進行解析，並通過相應的運動控制算法運算得到運動控制信號，將運動控制信號輸出至所述輸入/輸出電路130，輸入/輸出電路130將運動控制命令轉換為電機驅動器可以識別的模擬量信號，實現對外部電機的直接動作控制；和/或輸入/輸出電路130將外部電機產生的當前狀態輸入到控制電路120，控制電路將這部分信息封裝成CAN信息輸出至第一 CAN通信接口110，第一 CAN通信接口 110將所述CAN信息發送給外部控制設備。通過上述方式，外部控制設備與外部電機間通過本申請運動控制卡實現了控制和對電機運動狀態的反饋。
[0029]本實用新型運動控制卡創造性地採用抗幹擾性較強的CAN通信方式與外部控制設備進行通信，利用CAN總線的高可靠性和良好的錯誤檢測能力，保證外部控制設備與運動控制卡間數據的可靠傳輸，提高了外部控制設備與運動控制卡組成的數控系統的抗幹擾能力，進而提高數控系統的穩定性和控制精度，同時，CAN通信方式布線簡單，外部控制設備與運動控制卡間僅需一根現場總線如雙絞線即可實現CAN通信，降低了成本。另外，本實用新型輸入/輸出電路將控制電路產生的運動控制信號轉換成外部電機可直接識別的模擬量信號後，再輸出至外部電機，無需外部電機對運動控制卡輸出的信號進行計算轉換，即可直接實運動控制，減少了外部電機的負載量，加快了外部電機的響應速度。
[0030]請參閱圖2和圖3，圖2是本實用新型運動控制卡另一實施方式的結構示意圖，圖3是圖2所示的第一 CAN通信接口的電路示意圖。本實施方式中，運動控制卡能夠對第一數目個外部電機進行精確控制，所述第一數目為大於或者等於I，所述外部電機具體為伺服電機或步進電機。例如，運動控制卡能夠與四個伺服/步進電機連接，分別為X、Y、Z、U軸伺服/步進電機。
[0031]運動控制卡包括順序連接的第一 CAN通信接口 210、控制電路220和輸入/輸出電路230，其中，輸入/輸出電路230包括第一輸出電路231、第一輸入電路232、第二輸出電路233和第二輸入電路234，所述第一輸出電路231、第一輸入電路232、第二輸出電路233和第二輸入電路234均分別與控制電路220、所述第一數目個外部電機連接。
[0032]具體地，第一 CAN通信接口 210用於與外部控制設備實現CAN通信。本實施方式中，所述第一 CAN通信接口 210具體為TJA1050CAN收發器210，TJA1050CAN收發器210通過現場總線(如一雙絞線)與外部控制設備連接，進而實現與外部控制設備間CAN信號的傳輸。
[0033]進一步具體，TJA1050CAN收發器210包括第一管腳TXD、第二管腳⑶N、第三管腳VCC、第四管腳RXD、第五管腳Vref、第六管腳CANL、第七管腳CANH及第八管腳S。其中，第二管腳GND和第八管腳S接地，第三管腳VCC分別與電源V、第一電容Cl的第一端和第二電容C2的第一端連接，第一電容Cl的第二端和第二電容C2的第二端均接地，第五管腳Vref置空，第一管腳TXD和第四管腳RXD與控制電路220連接，第六管腳CANL與現場總線的第
一CAN通道A連接、第七管腳CANH與現場總線的第二 CAN通道B連接，第六管腳CANL與第七管腳CANH通過電阻R連接。本實施方式中，電阻R的阻值為120 Ω，電源V為5V，第一電容Cl的電容值為47 μ F，第二電容C2作為去耦電容，其電容值為0.1 μ F。
[0034]控制電路220分別與第一 CAN通信接口 210的第一管腳TXD和第四管腳RXD、輸入/輸出電路230連接，實現第一 CAN通信接口 210與輸入/輸出電路230間的信號交互。本實施方式中，所述控制電路220為一 ARM晶片，優化地選用NXP公司的Cortex_M3內核LPC1768晶片，所述ARM晶片設置有CAN控制器。所述CAN控制器通過ARM晶片的管腳模塊分別與第一 CAN通信接口 210的第一管腳TXD和第四管腳RXD連接，以將第一 CAN通信接口 210發送的CAN信號獲取並通過所述的ARM晶片對CAN信號攜帶的動作命令解析，並通過相應的運動控制算法運算，以轉換為輸入/輸出電路230能夠識別的運動控制信號再輸出至輸入/輸出電路230，和/或將輸入/輸出電路230輸入的信號封裝為CAN信息再輸出至第一 CAN通信接口 210。
[0035]輸入/輸出電路230包括第一輸出電路231、第一輸入電路232、第二輸出電路233和第二輸入電路234。具體地，
[0036](I)第一輸出電路231分別與控制電路220、第一數目個外部電機連接，所述第一輸出電路231用於接收控制電路220根據第一 CAN通信接口 210接收到的第一 CAN信號產生運動控制信號，並將所述運動控制信號相應輸出至所述外部電機的驅動器，以使外部電機驅動器執行運動控制命令，實現對外部電機的運動控制。
[0037]進一步地，第一輸出電路231包括第一數目個數模轉換電路2311，其中，每一所述數模轉換電路2311與所述控制電路220連接，每一所述數模轉換電路2311均與一所述外部電機的驅動器連接。每一數模轉換電路2311用於將所述控制電路220輸出的數字量運動控制信號轉換為模擬量信號，並輸出至與所述第一數模轉換電路2311連接的外部電機的驅動器。
[0038]例如，外部控制設備通過第一 CAN通信接口 210向控制電路220發送加載運動控制指令的CAN信號，控制電路220根據與外部控制設備約定好的通訊協議進行解析，然後進行運動控制相關的運算，獲得相關的運動控制命令，如電機需要運動到的位置及運動方向等信息，控制電路220將獲得相關的運動控制信息進行保存至隨機存儲器RAM中。當接收到外部控制設備通過第一 CAN通信接口 210發送的加載有執行指令的第一 CAN信號時，控制電路220將上次保存的運動控制命令數字量輸出至相應的數模轉換電路2311，數模轉換電路2311根據接收到控制電路220輸入的運動控制信號產生相應的模擬量信號並輸出至外部電機驅動器，以使外部電機驅動器根據模擬量信號所表示的速度運動，實現對外部電機的運動控制。
[0039](2)第一輸入電路232分別與所述控制電路220、第一數目個所述外部電機驅動器連接。所述第一輸入電路232用於將所述外部電機輸入的信號，通過所述控制電路220、所述第一 CAN通信接口 210發送給所述外部控制設備，以使外部控制設備能夠獲得外部電機當前的運動狀態。
[0040]進一步地，第一輸入電路232包括第一數目個第二差分電路2321和第一數目個解析電路2322，其中，每一所述第二差分電路2321和解析電路2322 —一對應連接，每一所述第二差分電路2321均與一所述外部電機連接，每一解析電路2322均與控制電路220連接，每一所述第二差分電路2321用於接收與所述第二差分電路2321連接的外部電機輸入的攜帶當前狀態信息的信號，並輸出至與所述第二差分電路2321連接的所述解析電路2322，所述解析電路2322用於將所述外部電機輸入的信號轉換為所述控制電路能夠識別的信號並通過所述控制電路220、所述第一 CAN通信接口 210發送當前狀態信息給所述外部控制設備。
[0041]例如，在工作時，外部電機驅動器將從外部電機編碼器讀取到的攜帶位置信息的正交信號輸入到第二差分電路2321，第二差分電路2321將所述正交信號輸出至解析電路2322，解析電路2322對正交信號進行解析得到控制電路220能夠識別的信號並輸出至控制電路220，控制電路220將讀取到位置信息通過第一 CAN通信接口 210發送給所述外部控制設備，外部控制設備通過CAN總線讀取到位置信息數據，並通過與控制電路220約定好的通信協議解析從而得到外部電機當前的位置信息。
[0042](3)第二輸出電路233分別與所述控制電路220、第一數目個所述外部電機連接。所述第二輸出電路233用於接收控制電路220根據第一 CAN通信接口 210接收到的第三CAN信號產生使能信號，並將所述使能信號相應輸出至所述外部電機的驅動器，以使能所述外部電機驅動器。
[0043]第二輸出電路233包括所述第一數目個數字量輸出電路2331及所述第一數目個第一光電隔離電路2332,其中，每一所述數字量輸出電路2331和第一光電隔離電路2332
對應連接，每一數字量輸出電路2331與所述控制電路220連接,每一所述第一電隔離電路2332均與一所述外部電機的驅動器連接。所述數字量輸出電路2331用於將所述控制電路220產生的使能信號輸出至與所述數字量輸出電路2331連接的第一光電隔離電路2332，所述第一光電隔離電路2332用於將所述使能信號輸出至與所述第一光電隔離電路2332連接的外部電機驅動器。[0044](4)第二輸入電路234包括分別與所述控制電路220、第一數目個所述外部電機連接。所述第二輸入電路234用於在所述控制電路220接收到外部控制設備通過所述第一CAN通信接口 210發送的第二CAN信號時，相應獲取與所述外部電機的原點信息並通過所述控制電路220、所述第一 CAN通信接口 210發送給所述外部控制設備，以使外部控制設備主動能夠獲取外部電機的原點信息。
[0045]進一步地，第二輸入電路234包括第一數目個數字量輸入電路2341和第一數目個第二光電隔離電路2342,每一數字量輸入電路2341與第二光電隔離電路2342 對應連接，每一數字量輸入電路2341與一外部電機連接，每一所述第二光電隔離電路2342與所述控制電路220連接。所述數字量輸入電路2341用於在所述控制電路220接收到外部控制設備通過所述第一 CAN通信接口 210發送的第二 CAN信號時，獲取與所述數字量輸入電路2341連接的外部電機的攜帶原點信息的數位訊號並輸出至所述第二光電隔離電路2342，所述第二光電隔離電路2342用於將所述原點信息通過所述控制電路220、所述第一 CAN通信接口 210發送給所述外部控制設備。
[0046]例如，外部控制設備需要獲取電機原點信息時，通過第一 CAN通信接口 210向控制電路220發送第二 CAN信號，控制電路220根據約好的通信協議，將第二 CAN信號解析得到獲取原點信息指令，並發送給相應的數字量輸入電路2341。數字量輸入電路2341獲取與其連接的外 部電機的傳感器採集到的攜帶原點信息的數位訊號，並對數位訊號進行整形濾波後輸出至第二光電隔離電路2342進行光電隔離，以獲得能夠滿足控制電路220所支持的電平條件的信號，再輸出給控制電路220，控制電路220原點信息通過第一 CAN通信接口 210反饋會外部控制設備，實現外部控制設備對電機原點信息的獲取。
[0047]在其他實施方式中，第二輸入電路也可包括第一數目個模數轉換電路和第一數目
個第二光電隔離電路，每一模數轉換電路與第二光電隔離電路--對應連接，每一模數轉
換電路與一外部電機連接，每一所述第二光電隔離電路與所述控制電路連接。所述模數轉換電路用於在所述控制電路接收到外部控制設備通過所述第一 CAN通信接口發送的第二CAN信號時，獲取與所述模數轉換電路連接的外部電機的攜帶原點信息的模擬量信號，並將所述模擬量信號轉換為數位訊號並輸出至所述第二光電隔離電路，所述第二光電隔離電路用於將所述數位訊號通過所述控制電路、所述第一 CAN通信接口發送給所述外部控制設備。
[0048]本實施方式中，在輸入電路中添加了光電隔離電路，以防止外部電機輸入的信號過大而防止燒壞控制電路，並且可以消除電機輸入信號尖峰幹擾。
[0049]需要說明的是,本實施方式僅是第一、第二輸入電路、第一、第二輸出電路的一個具體電路實施例，並不能認為本實用新型第一、第二輸入電路、第一、第二輸出電路僅限為上述電路結構，在其他實施方式中，第一、第二輸入電路、第一、第二輸出電路可以為可實現其功能的電路結構。進一步地，本實用新型運動控制卡的輸入/輸入電路也未必限於同時包括上述第一、第二輸入電路、第一、第二輸出電路，本實用新型運動控制卡的輸入/輸入電路可包括上述四種電路中的其中一種或以上電路，在此不作限定。
[0050]另外，本實施方式中的輸入/輸出電路的全部電路或者部分電路可集成在ASIC(Application Specific Integrated Circuit)集成晶片，或者直接採用現有的具有相同功能的ASIC晶片，例如，第一輸出電路選用LM628晶片，故，對輸入/輸出電路的物理結構不作具體限定。
[0051]請參閱圖4，圖4是本實用新型運動控制卡再一實施方式的結構示意圖。本實施方式的運動控制卡與上一實施方式的運動控制卡結構基本相同，但更優化地，本實施方式中的運動控制卡還包括與第一 CAN通信接口 410連接的第二 CAN通信接口 440。所述第二CAN通信接口 440用於將所述第一 CAN通信接口 410接收到的CAN信號通過外部CAN現場總線發送給至少另一所述運動控制卡的第一 CAN通信接口，實現運動控制卡間的CAN信號傳輸，擴展了數控系統中的CAN通信網絡。
[0052]請參閱圖5，圖5是本實用新型數控系統一實施方式的結構示意圖。本實施方式中，數控系統包括控制設備510、至少一個運動控制卡520和至少一個電機530。其中，每個所述運動控制卡520與至少一個所述電機530連接，運動控制卡520為上述實施方式中所述的運動控制卡，故在此不再贅述。所述控制設備510包括第三控制器區域網路CAN通信接口 511，所述控制設備510通過所述第三CAN通信接口 511與所述至少一個運動控制卡520進行CAN通信。所述控制設備510通過所述至少一個運動控制卡520與所述至少一個電機530實現通信，形成CAN通信系統。
[0053]具體地，本實施方式中，數控系統中包括第二數目個運動控制卡520，每個運動控制卡520與第一數目個電機530連接，所述第一數目、第二數目均為大於或等於I的任意整數。控制設備510設置有第二數目個第三CAN通信接口 511，每個第三CAN通信接口 511分別通過CAN總線與一個運動控制卡520的第一 CAN通信接口 521連接，以使控制設備510與數控系統中的所有運動控制卡520構成主從CAN通信網絡。
[0054]控制設備510在接收到用戶輸入的命令時，根據輸入的命令產生相應的CAN信號其中，所述CAN信號中包括接收該CAN信號的運動控制卡520的地址標識(ID)以及電機的地址標識(ID)。控制設備510通過第二數目個第三CAN通信接口 511所連接的CAN現場總線，將CAN信號發送給數控系統的所有運動控制卡520。運動控制卡520在接收到CAN信號並判定CAN信號中的地址標識包括本機地址標識時，將CAN信號進行處理，並根據CAN信號中的電機地址標識,發送給相應的電機530。
[0055]請參閱圖6，圖6是本實用新型數控系統另一實施方式的結構示意圖。本實施方式的數控系統包括控制設備610、至少一個運動控制卡620和至少一個電機630。本實施方式的數控系統與上一實施方式的結構基本相同，其區別在於，運動控制卡620包括與第一CAN通信接口 621連接的第二 CAN通信接口 622。控制設備610包括一個第三CAN通信接口 611，所述第三CAN通信接口 611與數控系統中的第一運動控制卡620的第一 CAN通信接口 621連接，第一運動控制卡620和數控系統中的其餘運動控制卡620通過第一 CAN通信接口 621、第二 CAN通信接口 622進行串聯連接，即第一運動控制卡620的第二 CAN通信接口 622與第二運動控制卡620的第一 CAN通信接口 621連接，以將第一運動控制卡620接收到CAN信號傳輸給第二運動控制卡620，第二運動控制卡620的第二 CAN通信接口 622與第三運動控制卡620的第一 CAN通信接口 621連接，以將第二運動控制卡620接收到CAN信號傳輸給第三運動控制卡620，依次類推，以使數控系統中的控制設備610與所有的運動控制卡620形成主從CAN通信網絡。
[0056]本實施方式中控制設備僅需與一個運動控制卡連接，減少了數控系統中控制設備與運動控制卡間的總線數量，進一步避免了總線間存在的幹擾，簡化的網絡系統。[0057]本申請數控系統中的控制設備可以為任何可進行CAN通信的設備，如設置有CAN通信接口的電腦等，在此不作限定。
[0058]通過上述方案，本實用新型運動控制卡採用抗幹擾性較強的CAN通信方式與外部控制設備進行通信，提高了數控系統的抗幹擾能力，進而提高數控系統的穩定性和控制精度，並且，本實用新型運動控制卡將運動控制信號轉換為外部電機可直接識別的模擬量信號後再輸出至外部電機，加快了外部電機的響應速度。
[0059]以上所述僅為本實用新型的實施例，並非因此限制本實用新型的專利範圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的【技術領域】，均同理包括在本實用新型的專利保護範圍內。
【權利要求】
1.一種運動控制卡，其特徵在於，包括順序連接的第一控制器區域網路CAN通信接口、控制電路和輸入/輸出電路，其中: 所述第一 CAN通信接口，用於與外部控制設備進行CAN信息通信； 所述控制電路，用於獲取外部控制設備通過所述第一 CAN通信接口發送的動作命令，並根據該動作命令發送相應的運動控制信號到輸入/輸出電路，以及用於從輸入/輸出電路實時獲取電機的當前狀態信息； 所述輸入/輸出電路，用於接收所述運動控制信號並將所述運動控制信號轉換為外部電機可直接識別的模擬量信號後發送給外部電機，以及獲取外部電機反饋的當前狀態信肩、O
2.根據權利要求1所述的運動控制卡，其特徵在於， 所述輸入/輸出電路包括分別與所述控制電路、第一數目個所述外部電機連接的第一輸出電路，所述第一輸出電路接收所述控制電路根據第一 CAN通信接口接收到的第一 CAN信號產生運動控制信號，並將所述運動控制信號相應輸出至所述外部電機。
3.根據權利要求2所述的運動控制卡，其特徵在於， 所述第一輸出電路包括所述第一數目個數模轉換電路，其中，每一所述數模轉換電路均與所述控制電路連接，每一所述數模轉換電路均與一所述外部伺服電機驅動器連接，所述數模轉 換電路將所述控制電路輸出的運動控制信號轉換為相應的模擬量信號並輸出至所述外部電機驅動器。
4.根據權利要求1所述的運動控制卡，其特徵在於， 所述輸入/輸出電路還包括分別與所述控制電路、第一數目個所述外部電機連接的第二輸出電路，所述第二輸出電路包括所述第一數目個數字量輸出電路及所述第一數目個第一光電隔離電路，其中，每一所述數字量輸出電路和第一光電隔離電路對應連接，每一數字量輸出電路均與所述控制電路連接，每一所述第一電隔離電路均與一所述外部電機連接，所述數字量輸出電路將所述控制電路產生的使能信號輸出至所述第一光電隔離電路，所述第一光電隔離電路將所述使能信號輸出至外部電機。
5.根據權利要求1所述的運動控制卡，其特徵在於， 所述輸入/輸出電路包括分別與所述控制電路、第一數目個所述外部電機連接的第一輸入電路，所述第一輸入電路將所述外部電機輸出的當前狀態信息，通過所述控制電路、所述第一 CAN通信接口發送給所述外部控制設備。
6.根據權利要求5所述的運動控制卡，其特徵在於， 所述第一輸入電路包括所述第一數目個第二差分電路和所述第一數目個解析電路，其中，每一所述第二差分電路和解析電路一一對應連接，每一所述第二差分電路均與一所述外部電機連接，每一所述解析電路均與所述控制電路連接，所述第二差分電路接收外部電機輸出的當前狀態信息，並輸出至所述解析電路，所述解析電路將所述外部電機輸出的當前狀態信息轉換為所述控制電路能夠識別的信號並通過所述控制電路、所述第一 CAN通信接口發送給所述外部控制設備。
7.根據權利要求1所述的運動控制卡，其特徵在於， 所述輸入/輸出電路包括分別與所述控制電路、第一數目個所述外部電機連接的第二輸入電路，所述第二輸入電路在所述控制電路接收到外部控制設備通過所述第一 CAN通信接口發送的第二 CAN信號時，相應獲取與所述外部電機的原點信息並通過所述控制電路、所述第一 CAN通信接口發送給所述外部控制設備。
8.根據權利要求1所述的運動控制卡，其特徵在於， 還包括與第一 CAN通信接口連接的第二 CAN通信接口，所述第二 CAN通信接口用於將所述第一 CAN通信接口接收到的CAN信號通過外部CAN總線發送給至少另一所述運動控制卡。
9.一種數控系統，其特徵在於， 包括控制設備、至少一個權利要求1至8任一項所述的運動控制卡和至少一個電機，其中，每個所述運動控制卡與至少一個所述電機連接，所述控制設備包括第三控制器區域網路CAN通信接口，所述控制設備通過所述第三CAN通信接口與所述至少一個運動控制卡通信，所述控 制設備通過所述至少一個運動控制卡對所述至少一個電機實現運動控制。
10.根據權利要求9所述的數控系統，其特徵在於， 所述第三CAN通信接口通過CAN總線與所述至少一個運動控制卡的第一 CAN通信接口連接。
【文檔編號】G05B19/18GK203689092SQ201320833377
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年12月16日 優先權日:2013年12月16日
【發明者】劉曄東, 何永基, 範浩 申請人:深圳市綜科邦達機電設備有限公司