集成驱动器的四轴运动控制装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及运动控制装置技术领域，尤其涉及一种集成驱动器的四轴运动控制装置，包括电源转换模块、运动控制模块、数据存储模块、光电隔离模块、电机驱动模块、数字输入输出模块、模拟输入输出模块以及编码器输入模块;所述运动控制模块通过局部总线分别与所述电源转换模块、光电隔离模块、数据存储模块、模拟输入输出模块连接；所述光电隔离模块通过局部总线分别与所述电机驱动模块、数字输入输出模块以及编码器输入模块连接。该装置集成了电源转换模块、运动控制器、驱动器。具有集成度高、体积小等特点，非常适合安装于小型机器人本体上。
【专利说明】
集成驱动器的四轴运动控制装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及运动控制装置技术领域，尤其涉及一种集成驱动器的四轴运动控制装置。
【背景技术】
[0002]四轴运动控制装置广泛应用于数控机床、自动化生产线、多轴机器人、运动机器人等领域。其发展过程中出现了以单片机控制、ARM控制、DSP控制、FPGA控制等多种形式的控制卡。其原理是控制芯片内部集成了运动控制算法，并提供TTL电平的控制接口与驱动器、编码器相连，比较典型的如PMIC运动控制卡。
[0003]各种形式的运动控制卡不具备电机的驱动能力，为了驱动电机的运动必须连接相应的电机驱动器。存在的主要缺点有:I)驱动器体积大，多个电机需要多个驱动器，尤其不适用于安装于行走机器人本体上;2)连线复杂，控制卡与驱动器、电机之间存在多组连接线缆;3)供电系统复杂，驱动器、控制器都需要单独的供电系统。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种集成驱动器的四轴运动控制装置，集成度高、体积小，适合安装于小型机器人本体上。
[0005]本实用新型为实现上述目的，采用以下技术方案:
[0006]—种集成驱动器的四轴运动控制装置，其特征在于，包括电源转换模块、运动控制模块、数据存储模块、光电隔离模块、电机驱动模块、数字输入输出模块、模拟输入输出模块以及编码器输入模块;所述运动控制模块通过局部总线分别与所述电源转换模块、光电隔离模块、数据存储模块、模拟输入输出模块连接;所述光电隔离模块通过局部总线分别与所述电机驱动模块、数字输入输出模块以及编码器输入模块连接。
[0007]优选地，所述运动控制模块包括主控芯片STM32F745以及与其通信的运动控制芯片PCL6045BL。
[0008]优选地，所述数据存储模块包括EEPROM芯片AT25080、SRAM芯片AS7C1024B和NANDFLASH芯片K9E2G08U0M，实现数据的存储于处理。
[0009]优选地，所述模拟输入输出模块包括模数转换芯片AD7657以及数模转换芯片DAC8420。
[0010]优选地，所述电源转换模块用于将电压转换将交流22(^转换成直流5￥、1(^、24￥、48V，用于为运动控制模块和电机驱动模块供电。
[0011 ] 优选地，所述电机驱动模块采用IRAMX20UP60A电机专用驱动芯片，用于实现1A的电流驱动。
[0012]本实用新型的有益效果是:与现有技术相比较，该装置集成了电源转换模块、运动控制器、驱动器。具有集成度高、体积小等特点，非常适合安装于小型机器人本体上。
【附图说明】
[0013]图1本装置的电路原理图；
[0014]图2本装置电路板的结构示意图；
[0015]图3本实用新型中电源转换模块示意图；
[0016]图4本实用新型中运动控制板的结构示意图；
[0017]图5本实用新型中电机驱动板示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图及较佳实例详细说明本实用新型的【具体实施方式】。如图1所示，一种集成驱动器的四轴运动控制装置，包括电源转换模块、运动控制模块、数据存储模块、光电隔离模块、电机驱动模块、数字输入输出模块、模拟输入输出模块以及编码器输入模块;所述运动控制模块通过局部总线分别与所述电源转换模块、光电隔离模块、数据存储模块、模拟输入输出模块连接;所述光电隔离模块通过局部总线分别与所述电机驱动模块、数字输入输出模块以及编码器输入模块连接。所述运动控制模块包括主控芯片STM32F745以及与其通信的运动控制芯片PCL6045BL。所述数据存储模块包括EEPROM芯片AT25080、SRAM芯片AS7C1024B和NAND FLASH芯片K9E2G08U0M，实现数据的存储于处理。所述模拟输入输出模块包括模数转换芯片AD7657以及数模转换芯片DAC8420。所述电源转换模块用于将电压转换将交流22(^转换成直流5￥、1(^、24￥、48￥，用于为运动控制模块和电机驱动模块供电。所述电机驱动模块采用IRAMX20UP60A电机专用驱动芯片，用于实现1A的电流驱动。
[0019]如图2所示，各个模块分别集成到不同的电路板中:电源转换模块设计成电源转换板;运动控制模块、模拟输入输出模块、数据存储模块设计成运动控制板;电机驱动模块、光电隔离模块、数字输入输出模块、编码器输入模块设计成电机驱动板。电源转换板、运动控制板、电机驱动板以层叠方式组装，它们之间通过接插件相连。
[0020]如图3所示，电源转换板负责电压转换将交流22(^转换成直流5￥、1(^、24￥、48￥，用于运动控制板和电机驱动板工作。
[0021]如图4所示，运动控制板采用STM32F745作为主控制芯片，采用专用运动控制DSP芯片PCL6045BL作为从控制芯片，实现4轴运动控制。主控芯片STM32F745提供网口、RS485、RS232接口与上位机相连。主控芯片STM32F745外围连接有EEPROM芯片AT25080、SRAM芯片AS7C1024B和NAND FLASH芯片K9E2G08U0M，实现数据的存储于处理。主控芯片STM32F745通过外部RAM接口与运动控制芯片PCL6045BL相连接。运动控制板上提供6路0V-10V模拟信号输入端口，4路OV-1OV模拟输出端口。模拟信号输入采用AD7657实现，模拟信号的输出采用DAC8420实现。主控芯片STM32F745提供12路数字输入端口和12路数字输出端口，这些端口通过光电隔离模块与电机驱动板上的数字输入输出模块相连。
[0022]如图5所示，电机驱动板由5部分组成:光电隔离模块;数字输入输出模块;编码器输入模块;电机驱动模块。光电隔离模块负责隔离将运动控制板和数字输入输出模块、电机驱动模块、编码器模块隔离。电机驱动模块采用IRAMX20UP60A电机专用驱动芯片，可以实现1A的电流驱动。
[0023]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种集成驱动器的四轴运动控制装置，其特征在于，包括电源转换模块、运动控制模块、数据存储模块、光电隔离模块、电机驱动模块、数字输入输出模块、模拟输入输出模块以及编码器输入模块;所述运动控制模块通过局部总线分别与所述电源转换模块、光电隔离模块、数据存储模块、模拟输入输出模块连接;所述光电隔离模块通过局部总线分别与所述电机驱动模块、数字输入输出模块以及编码器输入模块连接。2.根据权利要求1所述的集成驱动器的四轴运动控制装置，其特征在于，所述运动控制模块包括主控芯片STM32F745以及与其通信的运动控制芯片PCL6045BL。3.根据权利要求1所述的集成驱动器的四轴运动控制装置，其特征在于，所述数据存储模块包括EEPROM芯片AT25080、SRAM芯片AS7C1024B和NAND FLASH芯片K9E2G08U0M，实现数据的存储于处理。4.根据权利要求1所述的集成驱动器的四轴运动控制装置，其特征在于，所述模拟输入输出模块包括模数转换芯片AD7657以及数模转换芯片DAC8420。5.根据权利要求1所述的集成驱动器的四轴运动控制装置，其特征在于，所述电源转换模块用于将电压转换将交流220V转换成直流5V、10V、24V、48V，用于为运动控制模块和电机驱动模块供电。6.根据权利要求1所述的集成驱动器的四轴运动控制装置，其特征在于，所述电机驱动模块采用IRAMX20UP60A电机专用驱动芯片，用于实现1A的电流驱动。
【文档编号】G05B19/042GK205485509SQ201620271597
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月31日
【发明人】杨中力, 张兴会, 张志利, 王春光, 张建新
【申请人】天津中德应用技术大学