[实用新型]一种带有多工作模式的步进电机运动装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种步进电机运动装置，尤其是涉及一种带有多工作模式的步进电机运动装置。

背景技术

步进电机是将电脉冲信号转变为机械角位移的控制元件，即给步进电机一个脉冲信号，电机就转过一个步距角。步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展，由于步进电机控制简单，方便易用，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。

虽然步进电机已被广泛地应用，但目前普遍使用的步进电机并不能像普通的直流电机，交流电机可在多种模式下工作。它的工作模式较单一，通常就是工作在脉冲/方向控制方式下，必须由脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。同时由于其使用的工作模式较为单一，给诸多应用带来了不便甚至限制了其在不少场合下的应用。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种带有多工作模式的步进电机运动装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种带有多工作模式的步进电机运动装置，其特征在于，该步进电机运动装置包括I/O接口、通信接口、电源、供电模块、外设、功率模块、步进电机和控制芯片，所述的控制芯片分别与I/O接口、通信接口、供电模块、外设、功率模块连接，所述的电源分别与供电模块、功率模块连接，所述的功率模块与步进电机连接；所述的控制芯片为支持多种工作模式的控制芯片。

所述的通信接口包括RS232、RS485、CANOpen和Ethernet接口，所述的外设包括相互连接的电压转换模块和光电隔离模块。

所述的多种工作模式包括力矩模式、速度模式、位置模式、总线式通信控制模式和可编程智能运行模式。

与现有技术相比，本实用新型能支持多种工作模式，包括力矩模式、速度模式、位置模式、总线式通信控制模式及可编程智能运行模式，且在各个工作模式下还可设定指定的I/O功能，极大的丰富了步进电机运动装置的功能及应用范围，扩展了步进电机的应用场合。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为本实用新型的软件功能框图；

图3为后台程序流程图；

图4为PWM周期中断处理流程图；

图5为掉电欠压中断处理流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，带有多工作模式的步进电机运动装置包括I/O接口1、通信接口2、电源3、供电模块4、外设5、功率模块6、步进电机7和控制芯片8，所述的控制芯片8分别与I/O接口1、通信接口2、供电模块4、外设5、功率模块6连接，所述的电源3分别与供电模块4、功率模块6连接，所述的功率模块6与步进电机7连接；其中的控制芯片8内嵌的固件功能模块包括通信模块c、命令解析模块b、电机控制模块a和报警与保护模块d，所述的电机控制模块a通过命令解析模块b与通信模块c连接，所述的电机控制模块a和报警与保护模块d连接；

所述的通信模块c负责所述的步进电机运动装置与上位控制器的通信；命令解析模块b负责解析通信模块获取的数据或指令，并返回相应的数据；电机控制模块a实现电机在指定的工作模式下的运行控制，并支持多种工作模式控制算法；报警与保护模块d实时监测步进电机运动装置的工作状况并提供报警和保护功能。

其中，通信模块用于同上位机或是通信中断的通信，命令解析模块可用来配置或是读取步进电机运动装置的参数、工作模式、I/O功能、在线编程等，报警模块可对步进电机运动装置的运动状态进行实时监测并提供错误报警，保护模块用于对步进电机运动装置提供掉电、过压、欠压、过温、限位等状况下的保护，电机控制模块可使电机在指定的工作模式下运行，设有多种控制单元，包括电流环闭环控制单元、速度环闭环控制单元、位置环闭环控制单元、模数转换单元、滤波单元、轨迹平滑单元、运动轨迹生成单元、指令存储及读取单元，还支持力矩模式、速度模式、位置模式、总线式通信控制模式、可编程智能运行模式这五种控制模式，且各工作模式之间可实现在线切换。