一种直驱式平面电机控制器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于直驱式平面电机的相关设备技术领域，涉及直驱式平面电机控制方向，具体涉及一种直驱式平面电机控制器。
【背景技术】
[0002]目前在我国高精度制造行业中，为了实现设备或仪器的平面运动，一般采用X-Y控制台。这样的控制台通常都是将旋转电机的旋转运动，通过齿轮或者丝杠转换为直线或者平面运动。由于采用了齿轮或丝杠这样的转换环节，大大降低了系统的控制精度。直驱式平面电机就是一种无需中间装换环节，直接实现二维平面运动的电机，但是针对该电机的理论研究甚多，硬件设计很少。鉴于此，需要设计一种电机控制器的硬件电路，在实际应用中实现电机的平面运动。
【发明内容】
[0003]根据以上现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提出一种直驱式平面电机控制器，通过检测电机的当前位置和电流大小，比较给定位置与当前位置计算输出电流大小，驱动电机动子到达指定位置，解决了现有技术中电机控制器结构复杂的问题，具有稳定可靠等优点，总体结构简单，运行可靠，不用中间转换环节，直接实现电机二维平面运动。
[0004]为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为:一种直驱式平面电机控制器，所述直驱式平面电机控制器包括输入模块、控制模块、电流检测模块、功率转换模块、位置检测模块和显示模块，输入模块连接控制模块并将通过输入模块输入的信号发送到控制模块，电流检测模块连接在平面电机上用来检测平面电机的电流，位置检测模块连接平面电机用来检测平面电机的位置，电流检测模块连接控制模块并输入检测到的信号到控制模块，位置检测模块连接控制模块并输入检测到的信号到控制模块，控制模块连接功率转换模块，功率转换模块连接平面电机并根据控制模块的指令输出电流值到平面电机，显示模块连接控制模块并根据控制模块的指令显示信息。
[0005]上述控制器中，所述位置检测模块采用多个直线光栅传感器，直线光栅传感器安装在平面电机内部设有的定子X和Y方向上用来检测平面电机内部设有的动子X和Y方向的位移，直线光栅传感器连接在控制模块上并将检测到平面电机的位置信息发送到控制模块。所述电流检测模块包括霍尔传感器、DC转换单元和A/D转换单元，霍尔传感器连接在平面电机上用来平面电机的电流值，DC转换单元连接霍尔传感器用来将霍尔传感器的输出电流值转换成0?5V内的直流模拟信号，A/D转换单元连接DC转换单元用来将DC转换单元的输出信号转换成数字信号，A/D转换单元的输出端连接控制模块并将电流检测模块的输出值输入到控制模块。所述功率转换模块包括分电源和Η桥电路，分电源是200V直流电源，分电源连接Η桥电路，Η桥电路的输出端连接平面电机。所述输入模块是4*4矩阵键盘。所述显示模块是LED液晶显示器，LED液晶显示器连接到控制模块并根据控制的输出指令显示信息。所述控制模块包括增强型捕捉定时器、PWM单元、定时器和串行接口，增强型捕捉定时器连接直线光栅传感器的输出端用来读取直线光栅传感器的脉冲信号，增强型捕捉定时器、PWM单元、定时器和串行接口均连接在控制模块上，控制模块通过串行接口连接输入模块、电流检测模块、功率转换模块和位置检测模块。所述控制模块采用MC9S12DP256的控制芯片。所述直驱式平面电机控制器包括还包括I/O外设扩展接口，控制模块连接I/O外设扩展接口，通过I/O外设扩展接口连接直驱式平面电机控制器设置的外设部件。
[0006]本实用新型有益效果是:本实用新型提供一种直驱式平面电机控制器，控制系统采用MC9S12DP256芯片，总电源模块包括5V直流电源给控制器供电，键盘和LED液晶显示器用来提供位置指令和当前位置显示，直线光栅传感器、电流检测模块用来检测电机动子位置和动子电流大小；功率转换模块采用200V直流电源的Η桥电路给电机提供驱动，MC9S12DP256芯片的硬件电路设计，具有成本低廉，结构简单，稳定可靠等优点，直驱式平面电机控制器总体结构简单，运行可靠，不用中间转换环节，直接实现电机二维平面运动。
【附图说明】
[0007]下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明:
[0008]图1是本实用新型的【具体实施方式】的直驱式平面电机控制器的工作框图。
[0009]图2是本实用新型的【具体实施方式】的直驱式平面电机控制器的控制方法的流程图。
【具体实施方式】
[0010]下面对照附图，通过对实施例的描述，本实用新型的【具体实施方式】如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本实用新型的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
[0011]一种直驱式平面电机控制器，其工作框图如图1所示，直驱式平面电机控制器包括总电源、输入模块、控制模块、电流检测模块、功率转换模块、位置检测模块和显示模块，总电源连接控制模块为直驱式平面电机控制器供电，输入模块连接到控制模块的输入端，电流检测模块和位置检测模块的输入端连接在平面电机上，电流检测模块和位置检测模块的输出端连接到控制模块，控制模块的输出端连接功率转换模块的输入端，功率转换模块的输入端连接平面电机，控制模块的输出端连接显示模块。
[0012]总电源模块采用5V直流电源给控制器供电，输入模块是4*4矩阵键盘，输入指定平面电机的位置信息，由输入模块发送到控制模块。电流检测模块用来检测平面电机的电流，主要检测平面电机的动子电流大小，电流检测模块包括霍尔传感器、DC转换单元和A/D转换单元，霍尔传感器连接在平面电机上用来平面电机的电流值，DC转换单元连接霍尔传感器用来将霍尔传感器的输出电流值转换成0?5V内的直流模拟信号，A/D转换单元连接DC转换单元用来将DC转换单元的输出信号转换成数字信号，A/D转换单元的输出端连接控制模块并将电流检测模块的输出值输入到控制模块。位置检测模块用来检测平面电机的当前位置，位置检测模块采用多个直线光栅传感器，直线光栅传感器分别安装在平面电机内部设有的定子X和Y方向上的X轴光栅尺和Y轴光栅尺上，检测平面电机内部设有的动子在X和Y方向的位移，直线光栅传感器连接在控制模块上并将检测到平面电机的当前动子位置信息发送到控制模块。
[0013]控制模块采用MC9S12DP256的控制芯片，具有成本低廉，结构简单，稳定可靠等优点。控制模块包括增强型捕捉定时器(ECT)、PWM单元、定时器和串行接口，增强型捕捉定时器连接直线光栅传感器的输出端，增强型捕捉定时器主要用来读取直线光栅传感器的脉冲信号，增强型捕捉定时器、PWM单元、定时器和串行接口均连接在控制模块上。控制模块根据接收到的检测数据信息和输入模块输入的指定平面电机的位置指令，比较指定的位置指令与检测到的当前位置指令，利用力分配函数得出不同位置和平面电机生成的不同电磁推力下的电流值，控制模块根据不同电流值由PWM单元产生6路占空比不同的PWM信号，控制模块产生的PWM信号输入到功率转换模块，经过功率转换模块得出平面电机的输入电流值，驱动电机动子到达指定位置。控制模块通过串行接口连接输入模块、电流检测模块、