CN101101486A - 一种多轴联动运动控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种多轴联动运动控制器，其特点是采用多CPU并行控制系统，其中一个主CPU计算各轴的插补坐标，各个从CPU分别控制2-4个运动轴，CPU之间采用串行总线方式联接，CPU个数可以扩展；每个CPU管理一个插补数据缓冲队列，插补数据以统一的格式存贮在本地数据缓冲队列中，主CPU提前进行插补计算，并在本地缓冲队列中保持一定的缓冲数据量，主CPU定时以数据块方式广播插补数据，从CPU接收到数据广播后，在本地缓冲队列中保留本地需要的插补数据；各个从CPU定时从本地缓冲区中读取插补数据，执行位置跟踪控制；各CPU的时钟同步采用广播同步信号实现。本发明可以用于5轴以上的多轴数控系统的联动。

Description

一种多轴联动运动控制器
技术领域
本发明属计算机控制领域，特别是一种多轴联动运动控制器。
背景技术
多轴运动控制系统广泛应用于自动化设备，特别是轻工包装机械、印刷机械和专用数控加工设备中。其特点是控制轴数多、设备布置范围广、同步要求高。针对这类运动轴的控制，多采用基于现场总线的分布式控制技术实现多轴联动。SERCOS(serial real time communication specification，串行实时通信协议)就是一种用于数字伺服和传动系统的现场总线接口和数据交换协议，能够实现工业控制计算机与数字伺服系统、传感器和可编程控制器I/O口之间的实时数据通讯。CAN总线也有类似应用。
但是，SERCOS和CAN总线需要专门的设备来支持，应用成本较高。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足提供一种成本低、可靠性高的多轴联动运动控制器。
本发明的实现方案如下：一种多轴联动运动控制器，包括一个主CPU和多个从CPU，各CPU之间串行总线方式连接。
所述CPU选用DSP或MCU芯片，主CPU主要负责运动控制的插补计算，各个从CPU控制2-4个电机，所有CPU之间采用串行总线(SCI)方式联接。主CPU提前进行插补计算，其结果暂存在本地缓冲队列中，各个从CPU也在本地维持一个结构相同的队列，主CPU定时将本地队列中的插补数据按数据块的方式在SCI总线上广播；各个从CPU收到广播数据后，将本地控制电机的位置指令数据放入本地队列，形成一个数据缓冲；各CPU的同步采用主CPU广播同步信号校准；在采样时钟作用下，各个从CPU定时从本地缓冲队列中读取电机的位置指令数据，送相应的电机轴进行位置跟踪控制。
本发明的技术原理：
(1)联接方式。参见附图1，DSP或MCU嵌入式芯片多数附带串行通信接口SCI，按总线方式联接主CPU和各个从CPU，主CPU提前插补计算，形成所有运动轴的插补数据缓冲队列；各个从CPU在本地维护一个结构相同的插补数据缓冲队列；主CPU按缓冲队列中的数据块格式定时广播缓冲队列中的数据，且广播完后的数据神被清除缓冲队列；各个从CPU收听广播数据，并将与本CPU相关的轴坐标指令数据放入本地缓冲队列中，形成一个本地的缓冲数据区。
(2)时钟同步。各个CPU均有自带的数据时钟，且频率设定相同，运动开始时，主CPU广播一个时钟同步指令，各从CPU收到该同步指令后，将本地时钟计数器清零，完成时钟同步；
(3)位置跟踪控制。系统设置统一的位置控制采样周期，每个采样周期信号到达时，各从CPU从本地队列中取一组位置指令数据，更新本地电机位置。
本发明与现有技术相比具有如下优点和有益效果：本发明提供了一种多CPU的运动控系统互联方式，方便地实现多个电机轴的互联。成本低、运行可靠。
附图说明
图1是本发明的一种多轴联动运动控制器的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，主CPU预先进行各个运动轴的插补计算，其计算所得的插补位置指令预存于本地数据缓冲队列中；主CPU定时以数据块的方式广播数据缓冲队列中的数据，从CPU按统一的时钟同步信号接收插补数据，并将与本地运动轴的插补位置指令存储于本地队列中，各个从CPU(运动轴控制CPU)在本地形成了一个轴位置控制指令队列；在主CPU的同步信号指令下，从CPU从缓冲队列中取出位置控制指令，进行相应轴的位置跟踪控制。主从CPU的同步是以主CPU广播同步信号实现的。

Claims (4)

1、一种多轴联动运动控制器，其特征在于：所述多轴联动运动控制器包括一个主CPU和多个从CPU，各CPU之间以串行总线方式连接，主CPU负责插补计算；每个从CPU控制2-4个轴，跟踪主CPU的插补位置指令。
2、根据权利要求1所述的控制器，其特征在于：主从CPU均在本地维护一个数据结构相同的缓冲队列，主CPU提前进行插补计算，并保持其缓冲队列中有一定的缓冲插补数据，主CPU定时按数据块的方式广播缓冲队列中的插补数据，从CPU接收到数据广播后，保留本地控制轴插补数据于缓冲队列中。
3、根据权利要求2所述的控制器，其特征在于：所有从CPU定时从本地的插补数据缓冲队列中读取数据，用于本地轴的位置跟踪控制。
4、根据权利要求1至3任一项所述的控制器，其特征在于各CPU的时钟同步采用广播同步信号实现。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102650870A (zh) * 2012-05-18 2012-08-29 姜铭 嵌入式五轴联动控制系统
CN102929171A (zh) * 2012-08-16 2013-02-13 常州市翔云测控软件有限公司 网络型经编机控制系统及方法
CN109240219A (zh) * 2018-10-16 2019-01-18 湖南戈人自动化科技有限公司 一种多轴运动控制器
CN117348501A (zh) * 2023-12-05 2024-01-05 深圳市大族封测科技股份有限公司 一种多运动控制卡的联动控制方法及联动控制系统

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63181005A (ja) * 1987-01-23 1988-07-26 Fanuc Ltd 数値制御装置の並列処理方式
EP0751447B1 (de) * 1995-06-26 2001-12-19 Siemens Aktiengesellschaft Numerisches Steuerverfahren
CN1064149C (zh) * 1996-01-15 2001-04-04 南京航空航天大学 经济型多轴数控系统及其联动控制方法
CN2508271Y (zh) * 2001-12-03 2002-08-28 中国人民解放军国防科学技术大学 多轴多用途运动控制卡
CN1418762A (zh) * 2002-12-16 2003-05-21 北京航空航天大学 多轴伺服运动控制装置
JP3970786B2 (ja) * 2003-03-05 2007-09-05 株式会社日立製作所 マルチプロセッサシステム
CN2624254Y (zh) * 2003-06-25 2004-07-07 中国人民解放军国防科学技术大学 多轴运动控制器
CN1258124C (zh) * 2004-03-19 2006-05-31 浙江大学 基于rs－232串行总线的多轴运动控制卡
CN2935222Y (zh) * 2006-06-01 2007-08-15 哈尔滨理工大学 基于外围部件互联总线和通用串行总线的多轴运动控制器
CN1970247A (zh) * 2006-12-01 2007-05-30 南开大学 嵌入式移动机器人核心控制器

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102650870A (zh) * 2012-05-18 2012-08-29 姜铭 嵌入式五轴联动控制系统
CN102929171A (zh) * 2012-08-16 2013-02-13 常州市翔云测控软件有限公司 网络型经编机控制系统及方法
CN102929171B (zh) * 2012-08-16 2016-05-11 常州市翔云测控软件有限公司 网络型经编机控制系统及方法
CN109240219A (zh) * 2018-10-16 2019-01-18 湖南戈人自动化科技有限公司 一种多轴运动控制器
CN117348501A (zh) * 2023-12-05 2024-01-05 深圳市大族封测科技股份有限公司 一种多运动控制卡的联动控制方法及联动控制系统
CN117348501B (zh) * 2023-12-05 2024-02-13 深圳市大族封测科技股份有限公司 一种多运动控制卡的联动控制方法及联动控制系统

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