以太網(wǎng)四軸激光運動控制卡的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種以太網(wǎng)四軸激光運動控制卡，包括運動控制處理器、伺服驅(qū)動單元、電壓調(diào)整器、光耦隔離單元、設備信號輸入單元、編碼器、通信接口單元、激光控制單元、功能擴展接口單元和數(shù)模轉(zhuǎn)換單元，所述運動控制處理器包括ARM處理器和FPGA處理器，所述光耦隔離單元連接在所述電壓調(diào)整器與所述FPGA處理器之間；所述伺服驅(qū)動單元、設備信號輸入單元和編碼器分別與所述FPGA處理器電性連接，所述通信接口單元、激光控制單元、功能擴展接口單元和數(shù)模轉(zhuǎn)換單元分別與所述ARM處理器電性連接。本實用新型硬件控制板精簡，線路簡單，降低了硬件成本，便于激光設備組網(wǎng)進行遠程控制，數(shù)據(jù)處理能力強，便于進行功能擴展。
【專利說明】以太網(wǎng)四軸激光運動控制卡
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種運動控制卡，尤其涉及一種以太網(wǎng)四軸激光運動控制卡。
【背景技術(shù)】
[0002]運動控制卡是一種基于PC機且應用于各種運動控制場合(包括控制位移、速度、加速度等)的上位控制單元。目前市場上運動控制卡主要基于PCI總線和USB總線通訊，運動控制則使用DSP實現(xiàn)，這類控制卡功能比較單一，不利于多設備組網(wǎng)運行，無法實現(xiàn)多設備遠程監(jiān)控。同時，為了實現(xiàn)激光設備加工功能多樣性，往往需要額外增加不少硬件控制板，如激光器控制板、振鏡控制板、觸控屏等，這些額外硬件導致設備配線復雜，不利于企業(yè)掌握核心控制技術(shù)，且硬件成本較高。
[0003]因此，有必要提供一種新的運動控制卡來解決上述問題。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的在于提供一種線路簡單、硬件成本低且便于組網(wǎng)與遠程控制的以太網(wǎng)四軸激光運動控制卡。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案如下:
[0006]一種以太網(wǎng)四軸激光運動控制卡，包括用于處理數(shù)據(jù)并發(fā)出控制命令的運動控制處理器和用于控制各軸伺服電機運動的伺服驅(qū)動單元，所述運動控制處理器包括ARM處理器和FPGA處理器，所述ARM處理器和FPGA處理器之間電性連接且相互傳輸數(shù)據(jù)，所述伺服驅(qū)動單元與所述FPGA處理器電性連接，所述以太網(wǎng)四軸激光運動控制卡還包括:
[0007]用于調(diào)整電壓大小的電壓調(diào)整器；
[0008]用于抗干擾并隔離所述電壓調(diào)整器與所述FPGA處理器的光耦隔離單元，所述光耦隔離單元連接在所述電壓調(diào)整器與所述FPGA處理器之間；
[0009]設備信號輸入單元；
[0010]用于將各軸位移轉(zhuǎn)換為電信號的編碼器；
[0011]用于與外部設備通訊的通信接口單元；
[0012]用于控制激光發(fā)光和調(diào)整激光每次發(fā)光持續(xù)時間的激光控制單元；
[0013]功能擴展接口單元；
[0014]用于將輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號的數(shù)模轉(zhuǎn)換單元；
[0015]所述設備信號輸入單元和編碼器分別與所述FPGA處理器電性連接，所述通信接口單元、激光控制單元、功能擴展接口單元數(shù)模轉(zhuǎn)換單元分別與所述ARM處理器電性連接。
[0016]優(yōu)選的，所述伺服驅(qū)動單元包括第一軸至第四軸伺服驅(qū)動器。
[0017]優(yōu)選的，所述通信接口單元包括100M以太網(wǎng)接口，USB2.0從設備接口，CAN總線接口和兩個RS232C接口。
[0018]優(yōu)選的，所述ARM處理器采用STM32F103ZET6，所述FPGA處理器采用PCL6045BL。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型以太網(wǎng)四軸激光運動控制卡的有益效果在于:本實用新型硬件控制板精簡，線路簡單，降低了硬件成本；所述通信接口單元包括10M以太網(wǎng)接口，便于激光設備組網(wǎng)進行遠程控制；所述運動控制處理器包括ARM處理器和FPGA處理器，數(shù)據(jù)處理能力強，便于進行功能擴展。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合具體實施例對本實用新型進一步進行描述。
[0022]請參閱圖1所示，本實用新型以太網(wǎng)四軸激光運動控制卡包括:
[0023]用于處理數(shù)據(jù)并發(fā)出控制命令的運動控制處理器，所述運動控制處理器包括ARM處理器和FPGA處理器，所述ARM處理器和FPGA處理器之間電性連接且相互傳輸數(shù)據(jù)，所述ARM處理器采用STM32F103ZET6，所述FPGA處理器采用PCL6045BL ；
[0024]用于控制各軸伺服電機運動的伺服驅(qū)動單元，所述伺服驅(qū)動單元包括第一軸至第四軸伺服驅(qū)動器；
[0025]用于調(diào)整電壓大小的電壓調(diào)整器；
[0026]用于抗干擾并隔離所述電壓調(diào)整器與所述FPGA處理器的光耦隔離單元，所述光耦隔離單元連接在所述電壓調(diào)整器與所述FPGA處理器之間；
[0027]設備信號輸入單元；
[0028]用于將各軸位移轉(zhuǎn)換為電信號的編碼器；
[0029]用于與外部設備通訊的通信接口單元，所述通信接口單元包括100M以太網(wǎng)接口，USB2.0從設備接口，CAN總線接口和兩個RS232C接口 ；
[0030]用于控制激光發(fā)光和調(diào)整激光每次發(fā)光持續(xù)時間的激光控制單元；
[0031]功能擴展接口單元；
[0032]用于將輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號的數(shù)模轉(zhuǎn)換單元；
[0033]所述伺服驅(qū)動單元、設備信號輸入單元和編碼器分別與所述FPGA處理器電性連接，所述通信接口單元、激光控制單元、功能擴展接口單元數(shù)模轉(zhuǎn)換單元分別與所述ARM處理器電性連接。
[0034]在具體應用時，本實用新型性以太網(wǎng)四軸激光運動控制卡的每軸輸出含I路模擬量控制，2路脈沖控制，I路伺服器使能控制，每軸輸入含編碼器輸入，2個限位信號，I個原點信號，I個減速信號，I個伺服驅(qū)動器報警信號和I個伺服驅(qū)動到位信號輸入，振鏡控制接口使用2路模擬量輸出控制，激光控制接口使用I路模擬量，2路脈沖輸出控制，通用數(shù)字信號輸入配置16路光I禹隔離輸入，通用數(shù)字信號輸出配置16路光I禹隔離輸出。
[0035]本實用新型的工作原理為:用戶端通過100M以太網(wǎng)接口與運動控制處理器連接，PC或者HMI應用程序發(fā)送加工指令或發(fā)送加工軌跡文件給運動控制處理器，控制器解析指令或文件后輸出各種激光加工控制信號，驅(qū)動伺服器激光電器協(xié)同作業(yè)。此外，用戶端可以通過PC或者HMI設備進行設備遠程組網(wǎng)監(jiān)控。
[0036]在本實施例中，本實用新型具有兩種工作模式，即聯(lián)機工作模式與脫機工作模式。當采用聯(lián)機工作模式時，每次上電需要使用電腦開啟應用軟件，然后加載加工文件，按下自動加工按鈕，此后工作臺自動的完成焊接加工任務，脫機斷電后，加工文件數(shù)據(jù)自動丟失。當采用脫機工作模式時，需要操作員把需要加工的文件事先一一下載到控制板FLASH存儲器中，然后按下脫機模式加工按鈕，運動控制卡便可以在不需要電腦的情況下完成工件加工，而且掉電后加工數(shù)據(jù)不會丟失。用戶還可以通過RS232C連接觸摸屏，通過觸摸屏操作運動控制卡，實現(xiàn)加工文件下載和各類運動控制操作。
[0037]綜上所述，本實用新型接口通信功能豐富，集伺服電機運動控制、激光器加工控制和振鏡控制于一體，并可通過擴展口擴展各類1/0，經(jīng)濟實用，可靠性好；硬件控制板精簡，線路簡單，與外購控制卡相此，電路板成本可降低至少50% ;所述通信接口單元包括100M以太網(wǎng)接口，便于激光設備組網(wǎng)進行遠程控制，實現(xiàn)I臺PC機監(jiān)控多個設備的功能。
[0038]以上示意性的對本實用新型及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本實用新型的實施方式之一，實際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本實用新型創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設計出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實施例，均應屬于本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種以太網(wǎng)四軸激光運動控制卡，包括用于處理數(shù)據(jù)并發(fā)出控制命令的運動控制處理器和用于控制各軸伺服電機運動的伺服驅(qū)動單元，其特征在于，所述運動控制處理器包括八咖處理器和？？以處理器，所述仙1處理器和？？以處理器之間電性連接且相互傳輸數(shù)據(jù)，所述伺服驅(qū)動單元與所述處理器電性連接，所述以太網(wǎng)四軸激光運動控制卡還包括: 用于調(diào)整電壓大小的電壓調(diào)整器； 用于抗干擾并隔離所述電壓調(diào)整器與所述？?以處理器的光耦隔離單元，所述光耦隔離單元連接在所述電壓調(diào)整器與所述？?以處理器之間； 設備信號輸入單元； 用于將各軸位移轉(zhuǎn)換為電信號的編碼器； 用于與外部設備通訊的通信接口單元； 用于控制激光發(fā)光和調(diào)整激光每次發(fā)光持續(xù)時間的激光控制單元； 功能擴展接口單元； 用于將輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號的數(shù)模轉(zhuǎn)換單元； 所述設備信號輸入單元和編碼器分別與所述處理器電性連接，所述通信接口單元、激光控制單元、功能擴展接口單元數(shù)模轉(zhuǎn)換單元分別與所述仙1處理器電性連接。
2.如權(quán)利要求1所述的以太網(wǎng)四軸激光運動控制卡，其特征在于:所述伺服驅(qū)動單元包括第一軸至第四軸伺服驅(qū)動器。
3.如權(quán)利要求1所述的以太網(wǎng)四軸激光運動控制卡，其特征在于:所述通信接口單元包括1001以太網(wǎng)接口，口382.0從設備接口，總線接口和兩個83232(:接口。
4.如權(quán)利要求1所述的以太網(wǎng)四軸激光運動控制卡，其特征在于:所述仙1處理器采用31132？1032216，所述？？以處理器采用？0^60458匕
【文檔編號】G05B19/042GK204129468SQ201420538897
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月18日
【發(fā)明者】顏章健 申請人:蘇州迅鐳激光科技有限公司