专利名称：机台运动控制系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种机台运动控制系统及方法。
背景技术：
目前，常用的轴控运动电路板卡(以下简称“轴控卡”)多为两轴以上的多轴运动 控制卡，使用时必须安装于计算机内，而不能安装在机台上。当将轴控卡安装于计算机内 时，机台与该计算机的通信以及该计算机对机台伺服系统的控制需要通过多根连接线进行 通信，机台的移动极不方便。另外，这种安装于计算机内的轴控卡不但价格昂贵，而且无常 用外接设备接口，没有良好的扩展性。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种机台运动控制系统，可以将轴控卡应用于机台上， 并通过该应用于机台上的轴控卡控制机台的运动部件进行运动。此外，还有必要提供一种机台运动控制方法，可以将轴控卡应用于机台上，并通过 该应用于机台上的轴控卡控制机台的运动部件进行运动。一种机台运动控制系统，该系统运行于轴控卡中，该轴控卡装置在机台上且包括 主控制器、从控制器及运动控制器，该轴控卡通过通用串行总线协议与计算机进行通信，该 轴控卡还与位置编码器及荷重元数据采集器相连，该系统包括主控制模块、运动控制模块 及从控制模块，其中所述主控制模块用于通过主控制器从该计算机中获取机台的工作参 数，将所获取的工作参数发送给所述运动控制模块，当收到计算机发送的运动指令时，将所 收到的运动指令发送给运动控制器；所述运动控制模块用于通过运动控制器接收所述运 动指令，并根据所述工作参数控制机台的运动部件进行相应的运动；所述主控制模块还用 于在机台的运动部件运动过程中，通过主控制器每隔一定的时间发送数据读取指令给从控 制器；所述从控制模块用于通过从控制器接收所述数据读取指令，从位置编码器中读取脉 冲数，根据读取的脉冲数计算出机台运动部件的当前位置数据，从荷重元数据采集器读取 当前力量值，并将所述当前位置数据和当前力量值发送给主控制器；所述主控制模块还用 于通过主控制器接收所述位置数据和力量值，并将所接收的位置数据和力量值发送给计算 机。一种机台运动控制方法，该方法适用于装置有轴控卡的机台，该轴控卡包括主控 制器、从控制器及运动控制器，该轴控卡通过通用串行总线协议与计算机进行通信，该轴控 卡还与位置编码器及荷重元数据采集器相连，该方法包括步骤通过主控制器从计算机中 获取机台的工作参数；通过主控制器将所获取的工作参数发送给运动控制器；通过主控制 器判断是否收到计算机发送的运动指令；当收到运动指令时，通过主控制器将所收到的运 动指令发送给运动控制器；通过运动控制器接收所述运动指令，并根据所述工作参数控制 机台的运动部件进行相应的运动；在机台的运动部件运动过程中，通过主控制器每隔一定 的时间发送数据读取指令给从控制器；通过从控制器接收所述数据读取指令，从位置编码器中读取脉冲数，根据读取的脉冲数计算出机台运动部件的当前位置数据，从荷重元数据 采集器读取当前力量值，并将所述当前位置数据和当前力量值发送给主控制器；及通过主 控制器接收所述位置数据和力量值，并将所接收的位置数据和力量值发送给计算机。相较于现有技术，所述的机台运动控制系统及方法，可以将轴控卡应用于机台上， 并通过该应用于机台上的轴控卡控制机台的运动部件进行运动，降低了成本，提高了机台 使用的方便性。
图1是本发明机台运动控制系统较佳实施例的应用环境图。图2是本发明机台运动控制方法较佳实施例的流程图。
具体实施例方式如图1所示，是本发明机台运动控制系统较佳实施例的硬件架构图。所述的机台 运动控制系统(以下简称“运动控制系统”)20运行于轴控卡2中。该轴控卡2与计算机1、 伺服系统3、位置编码器4荷重元数据采集器5及硬件限位开关6相连。其中，该轴控卡2中的主控制器21与计算机1进行通讯，所述通讯的协议为USB 通用串行总线协议，计算机1发送运动指令给轴控卡2的主控制模块21，主控制模块21将 所接收的运动指令发送给该轴控卡2的运动控制器23，运动控制器23在接收该运动指令后 控制伺服系统3，以驱动机台的运动部件(图中未示出)运动，从而控制机台进行相应的工 作。所述伺服系统3包括驱动器30及电机31，其中轴控卡2的运动控制器23在接收到运 动指令后输出一 PFM(pulse frequency modulation)波给驱动器30，驱动器30在接收到 PFM波后输出一模拟电压给电机31，以驱动电机31运动。所述位置编码器4、荷重元数据采集器5分别与机台的运动部件相连。所述位置编 码器4用于当运动部件发生位移时，计算运动部件在运动过程中返回的脉冲数。所述的荷 重元数据采集器5用于采集机台的运动部件在运动过程中对被测物件施加的力量值。该轴控卡中的从控制器22与位置编码器4、荷重元数据采集器5相连，用于获取 位置编码器4计算出的脉冲数，并根据所获取的脉冲数计算机台的运动部件当前的位置数 据，从荷重元数据采集器5读取当前力量值。所述硬件限位开关6与运动控制器23相连，该硬件限位开关6可为光电限位开 关、机械限位开关等。本实施例中以光电限位开关为例进行说明，当运动部件上的遮片遮住 光电限位开关的光路时，该光电限位开关发送给运动控制器23的脉冲的电平发生变化。例 如若该光电限位开关的脉冲的原始电平为高电平，则当运动部件上的遮片遮住光电限位 开关的光路时，该光电限位开关发送给运动控制器23的脉冲的电平转为低电平；若该光电 限位开关的脉冲的原始电平为低电平时，则当运动部件上的遮片遮住光电限位开关的光路 时，该光电限位开关发送给运动控制器23的脉冲的电平转为高电平。所述的运动控制系统20包括多个功能模块主控制模块201、从控制模块200及 运动控制模块202。所述主控制模块201用于通过主控制器21从计算机1中获取机台的工作参数。所 述机台的工作参数包括，但不限于，数据采集频率、数据采集精度、运动初始速度、运动加速度、运动模式(连续或定量模式)、运动方向(正向或负向)、脉冲方式(单向脉冲或双相脉 冲)、脉冲电平选择(正逻辑脉冲或负逻辑脉冲)、运动方向电平选择(正方向逻辑电平或 负方向逻辑电平)、回原点模式及硬件限位开关的电平选择(高电平有效或低电平有效)。所述主控制模块201还用于通过主控制器21将所获取的工作参数发送给运动控 制器23。所述主控制模块201还用于通过主控制器21判断是否收到计算机1发送的运动 指令。所述运动指令是指控制机台的运动部件进行运动的指令。所述主控制模块201还用于当主控制器21收到运动指令时，通过主控制器21将 所收到的运动指令发送给运动控制器23。所述运动控制模块202用于通过运动控制器23接收所述运动指令，并根据所述工 作参数控制机台的运动部件按照接收的运动指令进行相应的运动。所述主控制模块201还用于在机台的运动部件运动过程中，通过主控制器21每隔 一定的时间发送数据读取指令给从控制器22。所述从控制模块200用于在从控制器22接收到所述数据读取指令时，通过从控制 器22从位置编码器4中读取脉冲数，根据读取的脉冲数计算出机台运动部件的当前位置数 据，从荷重元数据采集器5读取当前力量值，并将所述当前位置数据和当前力量值发送给 主控制器21。所述主控制模块201还用于通过主控制器21接收所述位置数据和力量值，并通过 主控制器21将所接收的位置数据和力量值发送给计算机1。计算机1在收到所述位置数据 和力量值后，根据所接收的位置数据和力量值进行统计、绘图并生成测试报告，以便将数据 更直观地显示出来。所述运动控制模块202还用于通过运动控制器23接收硬件限位开关6返回的脉 冲值，并根据该脉冲值判断机台的运动部件是否触发了光电限位开关5。若所述工作参数中 设定硬件限位开关6的有效电平为高电平，则当所述接收到的脉冲为高电平时，所述运动 控制模块202判断该运动部件触发了光电限位开关5，或者，当所述接收到的脉冲为低电平 时，所述运动控制模块202判断该运动部件没有触发光电限位开关5。所述运动控制模块202还用于当机台的运动部件触发了光电限位开关5时，通过 运动控制器23根据工作参数中回原点模式控制机台的运动部件返回原点位置。如图2所示，是本发明机台运动控制方法较佳实施例的流程图。步骤S10，主控制模块201通过主控制器21从计算机1中获取机台的工作参数。步骤S12，主控制模块201通过主控制器21将所获取的工作参数发送给运动控制 ^^ 23 ο步骤S14，主控制模块201通过主控制器21判断是否收到计算机1发送的运动指 令。所述运动指令是指控制机台的运动部件进行运动的指令。步骤S16，当主控制器201收到运动指令时，主控制模块201通过主控制器21将所 收到的运动指令发送给运动控制器23。 步骤S18，运动控制模块202通过运动控制器23接收所述运动指令，并根据所述工 作参数控制机台的运动部件进行相应的运动。 步骤S20，在机台的运动部件运动过程中，主控制模块201通过主控制器21每隔一
6定的时间发送数据读取指令给从控制器22。步骤S22，从控制模块200通过从控制器22接收所述数据读取指令，通过从控制 器22从位置编码器4中读取脉冲数，根据读取的脉冲数计算出机台运动部件的当前位置数 据，从荷重元数据采集器5读取当前力量值，并将所述当前位置数据和当前力量值发送给 主控制器21。所述从控制器21根据编码器42输入的脉冲数计算出的机台运动部件的当前 位置数据。步骤S24，主控制模块201通过主控制器21接收所述位置数据和力量值，并将所接 收的位置数据和力量值发送给计算机1。计算机1在收到所述位置数据和力量值后，根据所 接收的位置数据和力量值进行统计、绘图并生成测试报告，以便将数据更直观地显示出来。步骤S26，运动控制模块202通过运动控制器23接收硬件限位开关6返回的脉冲 值，并根据该脉冲值判断机台的运动部件是否触发了光电限位开关5。若所述工作参数中设 定硬件限位开关6的有效电平为高电平时有效，则当所述接收到的脉冲为高电平时，所述 运动控制器23判断该运动部件触发了光电限位开关5。当所述接收到的脉冲为低电平时， 所述运动控制器23判断该运动部件没有触发光电限位开关5。步骤S28，当机台的运动部件触发了光电限位开关5时，运动控制模块202通过运 动控制器21根据工作参数中回原点模式的控制机台的运动部件返回原点位置。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施例对 本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行 修改或等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。
权利要求
一种机台运动控制系统，该系统运行于轴控卡中，该轴控卡装置在机台上且包括主控制器、从控制器及运动控制器，其特征在于，该轴控卡通过通用串行总线协议与计算机进行通信，该轴控卡还与位置编码器及荷重元数据采集器相连，该系统包括主控制模块、运动控制模块及从控制模块，其中所述主控制模块用于通过主控制器从该计算机中获取机台的工作参数，将所获取的工作参数发送给所述运动控制模块，当收到计算机发送的运动指令时，将所收到的运动指令发送给运动控制器；所述运动控制模块用于通过运动控制器接收所述运动指令，并根据所述工作参数控制机台的运动部件进行相应的运动；所述主控制模块还用于在机台的运动部件运动过程中，通过主控制器每隔一定的时间发送数据读取指令给从控制器；所述从控制模块用于通过从控制器接收所述数据读取指令，从位置编码器中读取脉冲数，根据读取的脉冲数计算出机台运动部件的当前位置数据，从荷重元数据采集器读取当前力量值，并将所述当前位置数据和当前力量值发送给主控制器；所述主控制模块还用于通过主控制器接收所述位置数据和力量值，并将所接收的位置数据和力量值发送给计算机。
2.如权利要求1所述的机台运动控制系统，其特征在于，所述轴控卡还与硬件限位开 关相连。
3.如权利要求2所述的机台运动控制系统，其特征在于，所述运动控制模块还用于通 过运动控制器接收硬件限位开关返回的脉冲值，根据该脉冲值判断机台的运动部件是否触 发了光电限位开关，及当机台的运动部件触发了光电限位开关时，通过运动控制器根据工 作参数中回原点模式控制机台的运动部件返回原点位置。
4.一种机台运动控制方法，该方法适用于装置有轴控卡的机台，该轴控卡包括主控制 器、从控制器及运动控制器，其特征在于，该轴控卡通过通用串行总线协议与计算机进行通 信，该轴控卡还与位置编码器及荷重元数据采集器相连，该方法包括步骤通过主控制器从计算机中获取机台的工作参数； 通过主控制器将所获取的工作参数发送给运动控制器； 通过主控制器判断是否收到计算机发送的运动指令； 当收到运动指令时，通过主控制器将所收到的运动指令发送给运动控制器； 通过运动控制器接收所述运动指令，并根据所述工作参数控制机台的运动部件进行相 应的运动；在机台的运动部件运动过程中，通过主控制器每隔一定的时间发送数据读取指令给从 控制器；通过从控制器接收所述数据读取指令，从位置编码器中读取脉冲数，根据读取的脉冲 数计算出机台运动部件的当前位置数据，从荷重元数据采集器读取当前力量值，并将所述 当前位置数据和当前力量值发送给主控制器；及通过主控制器接收所述位置数据和力量值，并将所接收的位置数据和力量值发送给计 算机。
5.如权利要求4所述的机台运动控制方法，其特征在于，其特征在于，所述轴控卡中的运动控制器与硬件限位开关相连。
6.如权利要求5所述的机台运动控制方法，其特征在于，该方法还包括步骤 通过运动控制器接收硬件限位开关返回的脉冲值，根据该脉冲值判断机台的运动部件 是否触发了光电限位开关；及当机台的运动部件触发了光电限位开关时，通过运动控制器根据工作参数中回原点模 式的控制机台的运动部件返回原点位置。
全文摘要
一种机台运动控制方法，该方法包括步骤通过主控制器从计算机中获取机台的工作参数；通过主控制器将所获取的工作参数发送给运动控制器；通过主控制器将所收到的运动指令发送给运动控制器；通过运动控制器接收所述运动指令，并根据所述工作参数控制机台的运动部件进行相应的运动；在机台的运动部件运动过程中，通过主控制器发送数据读取指令给从控制器；根据从位置编码器读取的脉冲数计算出机台运动部件的当前位置数据，从荷重元数据采集器读取力量值，并将所述位置数据和力量值发送给主控制器；通过主控制器接收所述位置数据和力量值，并将所接收的位置数据和力量值发送给计算机。本发明还提供一种机台运动控制系统。
文档编号G05B19/414GK101923336SQ20091030308
公开日2010年12月22日 申请日期2009年6月9日 优先权日2009年6月9日
发明者余国俊, 徐华勇, 王佳斌, 黄登聪 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司;鸿海精密工业股份有限公司