运动控制器的制造方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本实用新型涉一种运动控制器，尤指一种用于机器人的运动控制器。
【【背景技术】】
[0002]随着技术的发展，自动化程度的提高，运动控制器广泛应用于机器人，工厂自动化等工业控制领域，如ARM+DSP结构的嵌入式运动控制器，通过对伺服电机，步进电机的运动控制，实现对机器人，工厂自动化运动的位置，速度实时控制，被广泛使用在各种工业现场。其产品通常集成度高，面对日益复杂的工业现场及控制需求，为了满足执行机构使用在各种工业现场，往往添加了功能各异的辅助功能模块，如A/D转换模块，编码器模块，用户I/O模块，传感器模块，脉冲控制模块，报警模块等等。
[0003]上述各种功能模块占用大量的硬件资源并且都要通过DSP总线实现控制，导致运动控制器的资源配置信息和引脚不够使用，采用软件方法又占用DSP的大量计算时间，导致响应速度慢，在一般的控制器与驱动器的控制架构下，不易扩展外围接口，不能满足各种用户拓展应用范围的功能要求，也不利于维护升级，导致硬件成本较高等问题。
[0004]因此，针对运动控制器的这些功能要求，有必要设计一种新的运动控制器，以克服上述问题。
【
【发明内容】
】
[0005]针对【背景技术】所面临的问题，本实用新型的目的在于提供一种能够扩展外围接口，易于升级维护的运动控制器。
[0006]为实现上述目的，本使用新型采用以下技术手段:
[0007]一种运动控制器，包括:一 ARM处理器，所述ARM处理器通过总线连接一现场可编程逻辑器件；一数字信号处理器，所述数字信号处理器通过并行总线与所述现场可编程逻辑器件连接；至少一非易失性存储器和一动态存储器，用于数字信号处理器与所述现场可编程逻辑器件的数据存储和交换；一复杂可编程逻辑器件，所述复杂可编程逻辑器件通过串行通信协议信号与所述数字信号处理器实现数据传输，所述复杂可编程逻辑器件连接一数字模拟转换器件，实现数字模拟转换。
[0008]进一步，所述数字信号处理器与所述复杂可编程逻辑器件通过SPI串行通信协议信号实现数据的传输。
[0009]进一步，所述复杂可编程逻辑器件连接有多个扩展接口，用以连接多个外置设备。
[0010]进一步，所述扩展接口分为通用1模块和专用1模块，所述通用1模块用以连接电磁阀、气压阀或开关输入，所述专用1模块用以报警输入，HOME输入以及限位输入。
[0011]进一步，所述数字模拟转换器件连接至少一伺服驱动模块。
[0012]进一步，所述伺服驱动模块连接一编码器模块，所述编码器模块连接至所述现场可编程逻辑器件，所述伺服驱动模块通过所述编码器模块将驱动信号反馈到所述现场可编程逻辑器件。
[0013]进一步，所述现场可编程逻辑器件连接至少一脉冲调制信号，所述现场可编程逻辑器件通过脉冲调制信号连接步进驱动模块。
[0014]进一步，所述扩展接口分为通用1模块和专用1模块，所述通用1模块用以连接电磁阀、气压阀或开关输入，所述专用1模块用以报警输入，HOME输入以及限位输入。
[0015]进一步，所述ARM处理器，所述数字信号处理器，所述现场可编程逻辑器件共同设于一片电路板上，形成一主控制器板。
[0016]进一步，所述复杂可编程逻辑器件，以及所述数字模拟转换器件，共同设于另一片电路板上，形成一接口板，用以连接外围设备接口。
[0017]进一步，所述接口板上设有至少一个轴端口，用以连接至少一电机模块。
[0018]进一步，所述接口板上设有一 HOME输入模块，一报警输入模块。
[0019]与现有技术相比，本实用新型运动控制器具有以下有益效果:
[0020]1.采用所述ARM处理器，所述现场可编程逻辑器件和所述数字信号处理器的三核控制系统，分模块化工作，结合三个处理器的各自特性，发挥各自优势，分工处理整个控制过程，与传统的PC控制器相比，动作响应快，位置控制更为精确，系统稳定性高，效率大大提升。
[0021]2.所述数字信号处理器用以实现电机控制运算，所述现场可编程逻辑器件或所述复杂可编程逻辑器件用以扩展1接口和通讯接口，实现逻辑信号处理和扩展通讯功能的独立设置，简化运动控制器装置，通过复杂可编程逻辑器件的逻辑功能实现了不同功能子模块的总线分时复用。
[0022]3.采用模块化管理，将所述ARM处理器，所述现场可编程逻辑器件和所述数字信号处理器设置在一主控板上，形成一主控制器板，将复杂可编程逻辑器件，数字模拟转换器件，以及扩展的1接口设置在一个接口板上，将主控制器板与接口板独立分开，分别用一个串口协议进行控制。
[0023]4.面对日益复杂的工业现场及控制需求，通过数字信号处理器、现场可编程逻辑器件一复杂可编程逻辑器件来分别完成运动轨迹控制与控制监测和通讯，在依靠扩展接口配合软件进行总线协议的升级，拓展运动控制器的应用范围，降低了控制通讯与监测对于硬件资源的占用。
【【附图说明】】
[0024]图1为本实用新型运动控制器的原理框图；
[0025]图2为本实用新型运动控制器的结构框图。
[0026]【具体实施方式】的附图标号说明:
[0027]ARM处理器 I现场可编程逻辑器件 2
[0028]数字信号处理器 3非易失性存储器 4
[0029]动态存储器 5复杂可编程逻辑器件 6
[0030]数字模拟转化器件7编码器 8
[0031]伺服驱动 9步进驱动 10
[0032]HOME输入11通用1模块 12
[0033]专用1模块13轴端口 14【【具体实施方式】】
[0034]为便于更好的理解本实用新型的目的、结构、特征以及功能等，现结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步说明。
[0035]请参阅图1所示，本实用新型提供一种运动控制器，包括一ARM处理器1，一现场可编程逻辑器件2 (FPGA)，一数字信号处理器3 (DSP)，至少一非易失性存储器4，及至少一动态存储器5，一复杂可编程逻辑器件6 (CPLD)，一数字模拟转换器件7 (DAC)。
[0036]所述ARM处理器I承担所述运动控制器与外部网络的数据通信以及人机交互护界面任务，如通过网络接口，USB接口，VGA接口等与上位机(示教盒或PC)连接，所述ARM处理器I用以执行所述运动控制器外围实时性不强的任务，主要是外围设备传送过来的操作指令和运动轨迹指令，或触摸屏的输入数据和指令、设备状态监控和预警信息定期采集和反馈至上位机，所述ARM处理器上移植嵌入式Linux系统，利用Linux操作系统强大的网络通信功能，以及对图形界面的良好支持，承担所述运动控制器外围实时性要求不强的任务。
[0037]所述ARM处理器I通过GPMC总线连接所述现场可编程逻辑器件2，并实现数据传输；所述现场可编程逻辑器件2配有一非易失性存储器4及一动态存储器5，所述现场可编程逻辑器件2与所述非易失性存储器4和所述动态存储器5通过并行总线进行数据交换与存储等任务，所述现场可编程逻辑器件2与所述数字信号处理器3通过并行总线实现数据传输，所述数字信号处理器3与所述ARM处理器I通过所述现场可编程逻辑器件2进行双向数据信息交互，以完成数据在控制器内部的自动切换，实现数据的交换与共享。所述现场可编程逻辑器件2还实现所述数字信号处理器3传输的一些指令的处理，如脉冲控制指令，所述数字信号处理器无法直接产生脉冲调制信号，采用软件算法又会占用大量的运动算法计算时间，通过并行数据总线将计算好的运动算法传输给所述现场可编程逻辑器件2，由所述现场可编程逻辑器件2发送给运动控制端口，实现脉冲及方向控制指令的输出，运动控制端口连接外置设备，实现运动指令给出的运动轨迹。
[0038]所述数字信号处理器配3有一非易失性存储器4及一动态存储器5，所述数字信号处理器3专门负责运动轨迹的高速高精度计算和实施运动轨迹控制，所述数字信号处理器3与所述现场可编程逻辑器件2通过并行