[发明专利]多轴运动伺服控制与保护系统

权利要求书

1.一种多轴运动伺服控制与保护系统，包括电机驱动器、直流或步进电机、光电码盘或光栅尺、传感器；其特征在于：

还包括ARM控制器、CAN通讯卡、CPLD脉冲发生器、FPGA加减计数器，其中，ARM控制器、CAN通讯卡、CPLD脉冲发生器、FPGA加减计数器都含有相同定义的系统总线接口，通过104芯插针相互叠插在一起，CAN通讯卡含有CAN总线通讯接口，FPGA加减计数器含有差分信号输入接口，电机驱动器为直流电机驱动器或步进电机驱动器，含有控制信号输入接口和电机驱动接口，ARM控制器含有开关量信号输入接口，传感器包括限位开关传感器、过载检测传感器；电机驱动器的控制信号输入接口与CPLD脉冲发生器相连，电机驱动接口与相应类型的电动机连接，光电码盘或光栅尺安装在运动机构上，其信号输出与FPGA的差分信号输入接口连接，限位开关传感器、过载检测传感器的信号与ARM控制器的开关量信号输入接口连接；

CPLD脉冲发生器有至少8路信号输出接口，同时连接至少8路电机驱动器；FPGA加减计数器有至少8路信号输入接口，同时连接至少8路光电码盘或光栅尺信号；

多轴运动伺服控制与保护系统通过CAN总线通讯接口与负责规划控制的上位机相连，由上位机产生各轴的位置或速度控制命令，并发送给ARM控制器，利用内置算法计算出控制量，通过CPLD产生各轴所需的相应脉宽信号或频率信号，经由各电机驱动器驱动各轴电机的运动；通过FPGA处理安装在各轴机构上的光电码盘或光栅尺信号，作为反馈信号送至ARM处理器实现多轴伺服控制；通过限位开关传感器检测机构的机械到位情况，通过过载传感器检测电机的运行状态，由ARM处理器对电机过载、机械限位的情况及时停车控制，以保护执行机构的安全运行。

2.如权利要求1所述的多轴运动伺服控制与保护系统，其特征在于：所述传感器信号在接入系统后分为两路，一路接入到ARM控制器上由ARM处理器读取其状态，另一路接入到CPLD脉冲发生器的控制信号输入端，由CPLD脉冲发生器的内部逻辑直接控制限位、过载的情况下执行机构停车。

3.如权利要求1所述的多轴运动伺服控制与保护系统，其特征在于：所述FPGA加减计数器上含有备用锂电池，在整个控制系统断电时保证光电码盘或光栅尺的反馈信号不丢失，实时记录执行机构的绝对位置。

4.如权利要求1所述的多轴运动伺服控制与保护系统，其特征在于：所述ARM控制器含有ARM9处理器，由两个10位BDC码拨盘开关构成地址选择开关，通过手动拨动来设定该ARM控制器在CAN总线通讯系统中的ID地址。