专利名称：电机控制卡的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电机控制卡，特别是指一种基于PCI接口的电机控制卡。
背景技术：
在机械加工中需要对电机进行控制，在数控机床中，电机控制是由微处理器或计算机控制的。在加工前需要装载加工程序。
目前大多数使用的电机控制卡是基于微处理器的，如图1所示，它的结构一般是在控制卡上设置有一微处理器及一电机控制电路，电机控制电路接收微处理器的指令，控制电机并将电机的状态反馈给微处理器。控制卡上设有简单的键盘及从计算机下载加工程序的通信接口。此种控制卡，其加工程序通过通信接口由计算机下载，或通过简单的键盘手动输入并修改，加工精度受到微处理器运算能力的限制，且加工程序的修改和装载费时费力，无法实现快速实时控制。
此外，还有一些基于ISA接口的电机控制卡，如图2所示，一般是在控制卡上设有一电机控制电路，其通过ISA接口直接接收计算机的指令，并将电机的状态也通过ISA接口反馈给计算机。此种控制卡增强了控制的灵活性，使用户界面丰富，但在快速实时控制中，数据传输受到ISA接口传输速率低的限制，不能完全满足实时控制数控机床的要求，且现在ISA接口已逐步被计算机淘汰。因此，亟需一种新的性能更突出的电机控制卡。
发明内容
针对上述问题，本实用新型的主要目的是提供一种可快速、实时地控制数控机床的电机，并提高数控机床加工作业精度的电机控制卡。
为达到上述目的，本实用新型所提供的一种电机控制卡，其连接计算机与电机，执行计算机发出的控制电机的指令并将电机的状况反馈给计算机，它包括一块印刷电路板及布设在其上的控制电路，其特征在于所述控制电路包括一PCI接口电路，一具有识别指令及译码功能的逻辑电路，所述PCI接口电路通过数据线与控制线与所述逻辑电路连接；所述印刷电路板上还设置有一连接计算机的PCI接口，一连接电机的电机接口，所述PCI接口与所述PCI接口电路连接，所述电机接口与所述逻辑电路连接。
所述控制电路还包括一D/A转换电机控制电路，所述D/A转换电机控制电路连接在所述逻辑电路与所述电机接口之间。
所述PCI接口电路采用的器件为PCI接口芯片。
所述逻辑电路为复杂可编程逻辑电路。
所述逻辑电路为现场可编程逻辑器件。
采用上述结构的电机控制卡，其最大的优点在于PCI接口的传输速度很高，远远高于数控机床对电机控制要求的速度，实现了快速、实时控制电机。其次，由于电机的控制和差补运算全部由计算机主机完成，因而可以实现非常复杂的加工算法，大幅度提高数控机床加工作业的精度，并且便于加工程序的修改和装载。
图1是基于微处理器的电机控制卡结构图图2是基于ISA接口的电机控制卡结构图图3是本实用新型的结构示意图图4是本实用新型另一结构示意图具体实施方式
下面根据本实用新型的较佳实施例并配合附图进行详细说明。
如图3所示，为本实用新型实施例所提供的一种电机控制卡10，其连接计算机与电机，执行计算机发出的控制电机的指令并将电机的状况反馈给计算机，在计算机与数控机床之间起到沟通的桥梁作用。电机控制卡10包括一基板11，其为一块印刷电路板，基板11上布设有具有识别指令及译码功能的逻辑电路1、PCI接口电路2及D/A转换电机控制电路3，各电路的端口之间按常规通过数据线和控制线连接。PCI接口电路2通过PCI接口4与计算机(图中未示)连接，D/A转换电机控制电路3经电机接口5与数控机床的电机(图中未示)连接。使电机通过电机控制卡10接收计算机的指令，并由电机控制卡10采集电机的状态并反馈回计算机。
逻辑电路1为复杂可编程逻辑电路(CPLD)或现场可编程逻辑器件(FPGA)，在本实施例中，逻辑电路1采用Xilinx XC95144芯片，它也可采用其它具有同等功效的逻辑电路或芯片，如Xilinx、Altera、Lattice等厂商的各类系列的复杂可编程逻辑电路(CPLD)或现场可编程逻辑器件(FPGA)。PCI接口电路2采用AMCC S5933芯片，它也可采用其它具有同等功效的逻辑电路或芯片，如Amcc、Plx等厂商的各类系列的PCI接口芯片；D/A转换电机控制电路3采用AD7847转换芯片，它也可采用AD568、AD5322、DAC2813、LTC1458、XRD5412等具有同等功效的D/A转换芯片。
计算机将控制指令通过PCI接口4和PCI接口电路2传输给逻辑电路1，逻辑电路1接收到控制指令以后对控制信息进行译码和识别，发出相应的控制指令给D/A转换电机控制电路3，D/A转换电机控制电路3对控制指令进行转换，并通过电机接口5控制电机。电机的状态由逻辑电路1采集、存储并处理这些信息，在计算机需要时通过PCI接口电路2和PCI接口1传输给计算机。在指令传输的过程中既有数据也有控制信息，两者是同时发生作用的，数据表示量的大小，控制信息说明此数据的用途。数据通过数据线传输，控制信息通过控制线传输，两者同时通过数据线或者控制线传输然后译码的情况也会存在。
数控机床的电机一般为伺服电机或步进电机。当本实用新型在控制伺服电机时，则必须设置D/A转换电机控制电路3，以提供伺服电机驱动器调速所需的模拟电压。而当本实用新型所控制的电机为步进电机时，则可以不用设置D/A转换电机控制电路3(如图4所示)，由逻辑电路1接收到控制指令以后对控制信息进行译码和识别，直接发出相应的控制指令通过电机接口5控制电机。
采用上述结构的电机控制卡，电机的控制和插补运算由主机完成，并由主机实时地传输给电机控制卡10，电机控制卡10接收、执行主机指令，对电机实施控制并将电机状态反馈给主机。由于控制程序和控制指令都由计算机完成，因而可以实现非常复杂的加工算法，提高控制精度。计算机的控制指令通过PCI接口传输到电机控制卡10，由于PCI接口4的速度很高，能远远满足机床加工，实现了高速控制。
权利要求1.一种电机控制卡，其连接计算机与电机，执行计算机发出的控制电机的指令并将电机的状况反馈给计算机，它包括一块印刷电路板及布设在其上的控制电路，其特征在于所述控制电路包括一PCI接口电路，一具有识别指令及译码功能的逻辑电路，所述PCI接口电路通过数据线与控制线与所述逻辑电路连接；所述印刷电路板上还设置有一连接计算机的PCI接口，一连接电机的电机接口，所述PCI接口与所述PCI接口电路连接，所述电机接口与所述逻辑电路连接。
2.如权利要求1所述的电机控制卡，其特征在于所述控制电路还包括一D/A转换电机控制电路，所述D/A转换电机控制电路连接在所述逻辑电路与所述电机接口之间。
3.如权利要求1所述的电机控制卡，其特征在于所述PCI接口电路采用的器件为PCI接口芯片。
4.如权利要求2所述的电机控制卡，其特征在于所述PCI接口电路采用的器件为PCI接口芯片。
5.如权利要求1或2或3或4所述的电机控制卡，其特征在于所述逻辑电路为复杂可编程逻辑电路。
6.如权利要求1或2或3或4所述的电机控制卡，其特征在于所述逻辑电路为现场可编程逻辑器件。
专利摘要本实用新型涉及一种电机控制卡，其连接计算机与电机，执行计算机发出的控制电机的指令并将电机的状况反馈给计算机，它包括一块印刷电路板及布设在其上的控制电路，其特征在于所述控制电路包括一PCI接口电路，一具有识别指令及译码功能的逻辑电路，所述PCI接口电路通过数据线与控制线与所述逻辑电路连接；所述印刷电路板上还设置有一连接计算机的PCI接口，一连接电机的电机接口，所述PCI接口与所述PCI接口电路连接，所述电机接口与所述逻辑电路连接。本实用新型实现了快速、实时控制电机，并可大幅度提高数控机床加工作业的精度，且便于加工程序的修改和装载。
文档编号H02P7/00GK2704966SQ20042006723
公开日2005年6月15日 申请日期2004年6月18日 优先权日2004年6月18日
发明者蔡志芳, 张磊, 章忠良, 周建南 申请人:周建南