[发明专利]基于FPGA的SOPC多轴联动运动控制器及控制系统

权利要求书

1.一种基于FPGA的SOPC多轴联动运动控制器，包括存储模块、软核IP和多轴联动运动控制模块，其特征在于，所述多轴联动运动控制模块被配置为执行以下程序：

设定可连续加工的线段的起始加工点为在X、Y、Z三轴坐标系下的原点；

获取可连续加工的线段中的当前加工点相对于原点的坐标信息；

实时求取矢量虚拟长轴，其中，虚拟长轴的矢量方向为从原点指向当前加工点，虚拟长轴的矢量大小为当前加工点距离原点的距离大小；

在虚拟长轴的矢量方向上进行调速，再利用虚拟长轴对X、Y、Z三轴进行数字积分插补，实现X、Y、Z三轴进给脉冲的分配，最终实现X、Y、Z三个轴向的调速；

上位机对加工数据预处理得到如下结果：以(Px，Py，Pz，Pl，Ps)为格式的数据帧，Px，Py，Pz分别是当前小直线段在X，Y，Z轴上应该走的步数，有正负之别，正负号代表步进电机的加工方向，Pl是虚拟长轴L应该走的步数，Ps是当前可连续运行大段该走的步数；

所述存储模块包括FLASH存储配置模块，所述FLASH存储配置模块由并行FLASH和CPLD组成，所述FLASH存储配置模块用来存储程序、加工数据存储以及FPGA配置数据；

多轴联动运动控制IP核为运动控制的核心，同软核CPUNIOS II构成SOPC系统。

2.如权利要求1所述的一种基于FPGA的SOPC多轴联动运动控制器，其特征在于，所述基于FPGA的SOPC多轴联动运动控制器还包括IO模块，所述IO模块包括回零输入模块，所述回零输入模块用于接收外部机械回零信号，实现加工设备回机械原点。

3.如权利要求2所述的一种基于FPGA的SOPC多轴联动运动控制器，其特征在于，所述IO模块还包括步进电机控制输出模块，其与多轴联动运动控制模块相连，且通过步进电机细分驱动器直接驱动步进电机。

4.如权利要求2所述的一种基于FPGA的SOPC多轴联动运动控制器，其特征在于，所述IO模块还包括直流电机控制输出模块，其与软核IP相连，用于实现直流电机的PWM控制。

5.如权利要求1所述的一种基于FPGA的SOPC多轴联动运动控制器，其特征在于，所述软核IP与多轴联动运动控制模块通过总线接口模块相连。

6.如权利要求1所述的一种基于FPGA的SOPC多轴联动运动控制器，其特征在于，所述基于FPGA的SOPC多轴联动运动控制器还包括USB通讯模块，所述USB通讯模块用于连接所述SOPC多轴联动运动控制器与上位机。

7.如权利要求1所述的一种基于FPGA的SOPC多轴联动运动控制器，其特征在于，所述存储模块还包括SDRAM模块，SDRAM模块是程序运行和待加工的数据临时加载的场所。

8.一种多轴联动运动控制系统，其特征在于，包括如权利要求1-7中任一项所述的基于FPGA的SOPC多轴联动运动控制器。