[实用新型]一种基于CAN总线的单轴伺服运动控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于CAN总线的单轴伺服运动控制器。

背景技术

在分布式多轴运动控制系统中，有时会出现多个伺服电机及驱动器安装位置分散，间隔距离较长的情况。此时，如果采用传统多轴运动控制器进行多个伺服电机的同步运动控制时，运动控制器连接伺服驱动器发送位置脉冲指令的信号传输线会因为距离较长，极容易受到干扰而出现脉冲丢失现象，从而产生位置误差，影响控制效果。因此，需要发展一种适用于长距离分布式多轴运动控制系统的运动控制器。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种基于CAN总线的单轴伺服运动控制器，该运动控制器适用于多个伺服电机及驱动器的安装位置分散、间隔距离较长的场合，信号传输可靠性高，抗干扰能力强。

本实用新型为了实现上述目的，采用如下技术方案：

一种基于CAN总线的单轴伺服运动控制器，包括DSP、I²C存储模块和隔离电源模块，DSP内部设置有CAN通讯模块、PWM输出模块、GPIO模块和I²C总线接口，DSP与上位机之间设置有CAN总线收发器，DSP通过内部设置的CAN通讯模块与CAN总线收发器相连，并通过该CAN总线收发器连接到带有CAN通讯卡的上位机上，DSP通过I²C总线接口与I²C存储模块直接相连，PWM输出模块与GPIO模块分别连接到伺服电机驱动器上，在DSP内部设置的CAN通讯模块与CAN收发器之间、PWM输出模块与伺服电机驱动器之间以及GPIO模块与伺服电机驱动器之间均设置有光耦隔离模块，隔离电源模块用于向CAN总线收发器、DSP和光耦隔离模块进行供电。

所述光耦隔离模块，包括高速光耦隔离模块和低速光耦隔离模块，其中，CAN通讯模块与CAN收发器之间、以及PWM输出模块与伺服电机驱动器之间通过高速光耦隔离模块进行隔离，GPIO模块与伺服电机驱动器之间通过低速光耦隔离模块进行隔离。

所述隔离电源模块，包括第一隔离电源模块和第二隔离电源模块，第一隔离电源模块用于向DSP、高速光耦隔离模块近DSP侧以及低速光耦隔离模块近DSP侧进行供电，第二隔离电源模块用于向CAN总线收发器、高速光耦隔离模块远离DSP侧以及低速光耦隔离模块远离DSP侧进行供电。

所述GPIO模块设置有16个控制信号端口，包括10个发送端口和6个接收端口。

在每个控制周期内部，上位机通过CAN总线发送规划的伺服电机位置指令给运动控制器的DSP，DSP接收到指令值后，按照插补周期的长度进行位置线性插补，并将计算后的插补位置点转化为PWM脉冲信号，每个插补周期内的PWM脉冲个数对应伺服电机在这个周期内转过的角度，DSP通过PWM输出模块发送相位相差90度角的A相和B相双路PWM脉冲信号给伺服驱动器，如果A相超前B项90度角，则伺服电机正转，反之则反转。

本实用新型的优点是：

本实用新型中的单轴伺服运动控制器通过CAN总线实现与上位机的通信，接收运动指令并反馈状态信息，利用输出频率可调的双路PWM脉冲方式实现对单个伺服电机的位置控制，通过GPIO实现对伺服驱动器的I/O信号的发送和接收，通过运动控制器的CAN总线可搭建控制网络，并实现对多达64个伺服电机的同步位置控制，传输可靠性高、抗干扰能力强，适用于信号传输距离在1公里以内的分布式运动控制系统的单轴或多轴伺服电机同步运动控制。该运动控制器可直接与伺服驱动器捆绑使用，用于单个或多个伺服电机的运动控制器，搭配方式灵活，节约成本。

附图说明

图1为本实用新型中一种基于CAN总线的单轴伺服运动控制器的结构图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

结合图1所示，一种基于CAN总线的单轴伺服运动控制器，包括32位DSP、I²C存储模块和隔离电源模块等。