CN106371418B - 运动控制信号转换装置的检测装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及运动控制信号转换装置的检测装置和方法。该检测装置包括：M个上位机(30)；一第一检测单元(50)，包括：一模拟信号输入接口(51)，一伺服驱动单元(53)，一电机(55)，P个编码器(57)，和N个编码器信号输出接口(59)；和一第二检测单元(70)，用于接收来自所述N‑1个第二输出接口(111)的模拟量信号并判断所述N‑1个第二输出接口(111)的好坏。该检测装置用1个伺服驱动单元和1个电机完成对待测运动控制信号转换装置多端口的检测，减小了检测装置的体积，降低了成本。

Description

运动控制信号转换装置的检测装置和方法

技术领域

本发明涉及运动控制信号转换装置的检测技术领域，尤其涉及运动控制信号转换装置的检测装置以及用该检测装置检测运动控制信号转换装置的方法。

背景技术

运动控制信号转换装置是实现运动控制中的一个重要部件。例如，数模转换模块是一个常见的运动控制信号转换装置，其包括一个数字输入接口、多个模拟输出接口。通常，数控系统向数模转换模块的数字输入接口提供数字信号，数模转换模块将该数字信号转换成模拟信号，分别从该多个模拟输出接口输出。每一个模拟输出接口将模拟信号传输给一个伺服驱动单元，进而控制一电机的运转。对数模转换模块的各个接口进行检测是一个重要环节。目前的检测方法是对数模转换模块的每个模拟输出接口连接一伺服驱动单元和一电机，通过检测电机的运行状态判断对应接口的好坏。

发明内容

本发明的目的之一是提供运动控制信号转换装置的检测装置，减少检测所需的伺服驱动单元和电机的数量，减小占地面积。

本发明的一个方面提供了运动控制信号转换装置的检测装置，运动控制信号转换装置包括：

N个编码器信号输入接口，和

N个模拟量输出接口，其包括：

1个第一输出接口，和

N-1个第二输出接口，其中N为大于等于2的整数，

检测装置包括：

M个上位机，用于向待测运动控制信号转换装置提供控制信号，M为大于等于1的整数；一第一检测单元，其包括：

一模拟信号输入接口，其能够接收来自第一输出接口的模拟量信号；

一伺服驱动单元，其能够接收来自模拟信号输入接口的模拟量信号；

一电机，其能够在伺服驱动单元根据模拟量信号的驱动下运转；

P个编码器，用于测量电机运转参数；和

N个编码器信号输出接口，用于接收来自P个编码器所测得的编码器信号并与N个编 码器信号输入接口一一对应电连接；

其中，待测运动控制信号转换装置根据N个编码器信号输入接口接收的编码器信号判断N个编码器信号输入接口和第一输出接口的好坏，P为大于等于1的整数；和

一第二检测单元，用于接收来自N-1个第二输出接口的模拟量信号并判断N-1个第二输出接口的好坏。该检测装置用1个伺服驱动单元和1个电机完成对待测运动控制信号转换装置多端口的检测，减小了检测装置的体积，降低了成本。

在检测装置的另一种示意性的实施方式中，M＝2，M个上位机包括一运算控制单元，用于待测运动控制信号转换装置为数模转换模块时向数模转换模块提供控制信号，和一数控单元，用于待测运动控制信号转换装置为接口模块时向接口模块提供控制信号。该检测装置可以检测M种不同的待测运动控制信号转换装置，提高了检测装置的通用性。

在检测装置的再一种示意性的实施方式中，还包括一第一接口转换单元，其包括：N个编码器信号转接口，用于分别与N个编码器信号输入接口和N个编码器信号输出接口一一对应电连接；和N个模拟量信号转接口，其包括：1个第一转接口，用于与第一输出接口和模拟信号输入接口电连接，和N-1个第二转接口，用于与N-1个第二输出接口一一对应电连接并与第二检测单元电连接。这样使用第一接口转换单元转接第一检测单元和第二检测单元与待测运动控制信号转换装置之间的信号，适用于多种不同种类的待测运动控制信号转换装置，提高通用性。第一接口转换单元不因待测运动控制信号转换装置的种类不同而变化，便于布线。

在检测装置的又一种示意性的实施方式中，第一检测单元还包括一第二接口转换单元，用于将N-1个第二转接口电连接至第二检测单元。这样使用第二接口转换单元转接第一接口转换单元和第二检测单元之间的信号，便于布线。

在检测装置的又一种示意性的实施方式中，第一检测单元还包括一接口扩展模块，接口扩展模块将P个编码器的编码器信号传输给N个编码器信号输出接口，其中P＝1。这样只需要一个编码器就可以检测N个编码器信号输入接口，减少了编码器的数量。

在检测装置的又一种示意性的实施方式中，第二检测单元包括PLC模拟量输入模块，用于从N-1个第二转接口接收来自N-1个第二输出接口的模拟量信号；和PLC CPU模块，用于根据PLC模拟量输入模块接收的模拟量信号判断N-1个第二输出接口的好坏。

在检测装置的又一种示意性的实施方式中，还包括一第一柜体，用于容置M个上位机、第一检测单元和第二检测单元；和一第二柜体，用于容置待测运动控制信号转换装置和第一接口转换单元。检测装置分为用两个柜体进行安装，便于布线和使用。

本发明的另一个方面提供了用上述的检测装置检测运动控制信号转换装置的方法，运 动控制信号转换装置包括N个编码器信号输入接口和N个模拟量输出接口，N为大于等于2的整数，N个模拟量输出接口包括1个第一输出接口和N-1个第二输出接口，该方法包括：

启动一个上位机，并向待测运动控制信号转换装置提供控制信号，控制待测运动控制信号转换装置通过N个模拟量输出接口输出第一模拟信号；

伺服驱动单元通过模拟信号输入接口从第一输出接口接收第一模拟信号并驱动电机运转；

P个编码器测量电机运转参数并通过N个编码器信号输出接口将测得的编码器信号传输给N个编码器信号输入接口，待测运动控制信号转换装置根据N个编码器信号输入接口接收的编码器信号判断N个编码器信号输入接口和第一输出接口的好坏；

第二检测单元接收来自N-1个第二输出接口的第一模拟信号并判断N-1个第二输出接口的好坏。该检测装置用1个伺服驱动单元和1个电机完成对待测运动控制信号转换装置多端口的检测，减小了检测装置的体积，降低了成本。

在该检测方法的一种示意性的实施方式中，运动控制信号转换装置为ADI4或IM174，N＝4。

附图说明

下文将以明确易懂的方式通过对优选实施例的说明并结合附图来对本发明上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明，其中：

图1是本发明一个实施例提供的运动控制信号转换装置的检测装置的结构框图；

图2是本发明另一个实施例提供的运动控制信号转换装置的检测装置的结构框图；

图3是本发明另一个实施例提供的运动控制信号转换装置的检测装置的结构框图；

图4是用图1所示检测装置检测运动控制信号转换装置的方法流程图。

标号说明：

10 待测运动控制信号转换装置

11 N个模拟量输出接口

1a 第一输出接口

111 N-1个第二输出接口

1b、1c、1d 第二输出接口

13 N个编码器信号输入接口

2a、2b、2c、2d 编码器信号输入接口

20 第一接口转换单元

21 N个模拟量信号转接口

3a 第一转接口

211 N-1个第二转接口

3b、3c、3d 第二转接口

23N 个编码器信号转接口

4a、4b、4c、4d 编码器信号转接口

30 M个上位机

31 第一上位机

32 第二上位机

50 第一检测单元

51 模拟信号输入接口

52 第二接口转换单元

52b、52c、52d 第三转接口

53 伺服驱动单元

55 电机

57 P个编码器

58 接口扩展模块58

59 N个编码器信号输出接口

59a、59b、59c、59d 编码器信号输出接口

70 第二检测单元

71 PLC CPU模块

72 PLC模拟量输入模块

具体实施方式

为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。

下面讨论的各图以及被用来描述在该专利文档中的本公开的原理的各种实施例仅以说明的方式并且无论如何不应该被解释成限制本公开的范围。本领域技术人员将会理解， 可以在任何适当布置的设备中实施本公开的原理。将参考示例性非限制实施例来描述本申请的各种创新教导。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地示出了其中的一个，或仅标出了其中的一个。

图1为本发明的一个实施例提供的运动控制信号转换装置的检测装置的结构框图。从图1中可以看出，该运动控制信号转换装置10包括N个编码器信号输入接口13和N个模拟量输出接口11，N为大于等于2的整数，该N个模拟量输出接口11包括1个第一输出接口1a和N-1个第二输出接口111。图1中以N＝4为例进行说明，但并不以此为限。N-1个第二输出接口111分别为1b、1c和1d。N个编码器信号输入接口13分别为2a、2b、2c和2d。在一个示意性的实施方式中，待测运动控制信号转换装置10为数模转换模块，例如西门子公司生产的ADI4，其包括4个编码器信号输入接口13和4个模拟量输出接口11，即N＝4。在一个示意性的实施方式中，待测运动控制信号转换装置10为接口模块，例如西门子公司生产的IM174，其包括4个编码器信号输入接口13和4个模拟量输出接口11，即N＝4。

该运动控制信号转换装置的检测装置，包括M个上位机30，用于向待测运动控制信号转换装置10提供控制信号，M为大于等于1的整数。图1中以M＝1，即一个上位机为例，但并不以此为限。

该运动控制信号转换装置的检测装置，还包括一第一检测单元50，其包括：

一模拟信号输入接口51，其能够接收来自第一输出接口1a的模拟量信号；

一伺服驱动单元53，其能够接收来自模拟信号输入接口51的模拟量信号；

一电机55，其能够在伺服驱动单元53根据该模拟量信号的驱动下运转；

P个编码器57，用于测量电机55运转参数；和

N个编码器信号输出接口59，用于接收来自P个编码器57所测得的编码器信号并与N个编码器信号输入接口13一一对应电连接；

其中，待测运动控制信号转换装置10根据N个编码器信号输入接口13接收的编码器信号判断N个编码器信号输入接口13和第一输出接口1a的好坏，P为大于等于1的整数。也就是说第一检测单元50包括：一模拟信号输入接口51，一伺服驱动单元53，一电机55，P个编码器57，和N个编码器信号输出接口59。模拟信号输入接口51用于接收来自第一 输出接口1a的模拟量信号并传输给伺服驱动单元53。伺服驱动单元53用于根据接收到的模拟量信号驱动电机55运转。P个编码器57用于测量电机55运转参数。N个编码器信号输出接口59用于接收来自P个编码器57所测得的编码器信号并与N个编码器信号输入接口13一一对应电连接。具体地说，图1中N＝4，N个编码器信号输出接口59分别为59a、59b、59c和59d。编码器信号输出接口59a与编码器输入接口2a电连接，编码器信号输出接口59b与编码器输入接口2b电连接，编码器信号输出接口59c与编码器输入接口2c电连接，编码器信号输出接口59d与编码器输入接口2d电连接。待测运动控制信号转换装置10根据N个编码器信号输入接口13接收的编码器信号判断N个编码器信号输入接口13和第一输出接口1a的好坏。其中P为大于等于1的整数。图1中以P＝1，即一个编码器为例，但并不以此为限。

该运动控制信号转换装置的检测装置，还包括一第二检测单元70，用于接收来自N-1个第二输出接口111的模拟量信号并判断N-1个第二输出接口111的好坏。

该检测装置用1个伺服驱动单元53和1个电机55完成对待测运动控制信号转换装置10多端口的检测，减小了检测装置的体积，降低了成本。

在图2所示的一个示意性的实施方式中M＝2，即2个上位机，分别为第一上位机31和第二上位机32。不同的待测运动控制信号转换装置10需要的控制信号不同，因此可以根据待测运动控制信号转换装置10的种类选择与之相匹配的上位机提供控制信号。在一个示意性的实施方式中，第一上位机31为运算控制单元，例如西门子公司生产的SIMOTION模块或PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)模块，用于待测运动控制信号转换装置10为数模转换模块时向数模转换模块提供控制信号。第二上位机32为数控单元，用于待测运动控制信号转换装置10为接口模块时向该接口模块提供控制信号。这样，该检测装置可以检测M种不同的待测运动控制信号转换装置，提高了检测装置的通用性。

在一个示意性的实施方式中，如图2所示，第一检测单元50还包括一接口扩展模块58。该接口扩展模块58将该P个编码器57的编码器信号传输给N个编码器信号输出接口59。该接口扩展模块58包括P个输入接口，用于与P个编码器一一对应电连接；和N个输出接口，用于与N个编码器信号输出接口一一对应电连接。例如，图2中P＝1，N＝4，接口扩展模块58将1个编码器57产生的编码器信号同时传输给4个编码器信号输出接口59。这样只需要一个编码器就可以检测N个编码器信号输入接口，减少了编码器的数量。

在一个示意性的实施方式中，如图2所示，该检测装置还包括一第一接口转换单元20，其包括N个编码器信号转接口23，用于分别与N个编码器信号输入接口13和N个编码器信号输出接口59一一对应电连接；和N个模拟量信号转接口21，其包括1个第一转接口3a，用于与第一输出接口1a和模拟信号输入接口51电连接，和N-1个第二转接口211，用于与N-1个第二输出接口111一一对应电连接并与第二检测单元70电连接。具体地说，第一转接口3a分别于第一输出接口1a和模拟信号输入接口51电连接。图2中以N＝4为例，3个第二转接口211分别为3b、3c和3d。第二转接口3b的与第二输出接口1b电连接，第二转接口3c的与第二输出接口1c电连接，第二转接口3d的与第二输出接口1d电连接。第二转接口3b、3c和3d均电连接至第二检测单元70。这样使用第一接口转换单元转接第一检测单元和第二检测单元与待测运动控制信号转换装置之间的信号，适用于多种不同种类的待测运动控制信号转换装置，提高通用性。第一接口转换单元不因待测运动控制信号转换装置的种类不同而变化，便于布线。4个编码器信号转接口23分别为4a、4b、4c，和4d。编码器信号转接口4a分别与编码器信号输入接口2a和编码器信号输出接口59a电连接，编码器信号转接口4b分别与编码器信号输入接口2b和编码器信号输出接口59b电连接，编码器信号转接口4c分别与编码器信号输入接口2c和编码器信号输出接口59c电连接，编码器信号转接口4d分别与编码器信号输入接口2d和编码器信号输出接口59d电连接。

在一个示意性的实施方式中，如图2所示，第一检测单元50还包括一第二接口转换单元52，用于将N-1个第二转接口211电连接至第二检测单元70。具体地说，第二接口转换单元52包括N-1(N＝4)个第三转接口，分别为52b、52c和52d，与N-1个第二转接口211一一对应电连接。第三转接口52b与第二转接口3b电连接，第三转接口52c与第二转接口3c电连接，第三转接口52d与第二转接口3d电连接。第三转接口52b、52c和52d均电连接至第二检测单元70。这样使用第二接口转换单元52转接第一接口转换单元20和第二检测单元70之间的信号，便于布线。

在一个示意性的实施方式中，如图2所示，第二检测单元70包括PLC模拟量输入模块72，用于从N-1个第二转接口211接收来自N-1个第二输出接口111的模拟量信号；和PLCCPU模块71，用于根据PLC模拟量输入模块72接收的模拟量信号判断N-1个第二输出接口111的好坏。

在一个示意性的实施方式中，如图3所示，该检测装置还包括第一柜体80，用于容置M个上位机30、第一检测单元50和第二检测单元70；和第二柜体90，用于容置待测运动控制信号转换装置10和第一接口转换单元20。图3中以待测运动控制信号转换装置10有4个，第一检测单元50有4个，第一接口转换单元20有4个为例进行说明，但并不以此为限。检测装置分为用两个柜体进行安装，便于布线和使用。

图4为用图1所示检测装置检测运动控制信号转换装置的方法流程图。下面结合图1和图4阐述检测过程。该方法包括如下步骤：

S41，启动一个上位机30，并向待测运动控制信号转换装置10提供控制信号，控制待测运动控制信号转换装置10通过N个模拟量输出接口11输出第一模拟信号。当上位机30有多个时，选择一个与待测运动控制信号转换装置10匹配的上位机30并将其启动。例如上位机30控制待测运动控制信号转换装置10输出电压为5V的第一模拟信号。

S42，伺服驱动单元53通过模拟信号输入接口51从第一输出接口1a接收第一模拟信号并驱动电机55运转。在图2所示实施例中，从第一输出接口1a输出的第一模拟信号经第一转接口3a传输至模拟信号输入接口51。从第二输出接口1b、1c和1d输出的第一模拟信号分别经第二转接口3b、3c和3d传输至第三转接口52b、52c和52d，最终传输至第二检测单元70。

S43，P个编码器57测量电机55运转参数并通过N个编码器信号输出接口59将测得的编码器信号传输给N个编码器信号输入接口13，待测运动控制信号转换装置10根据N个编码器信号输入接口13接收的编码器信号判断N个编码器信号输入接口13和第一输出接口1a的好坏。例如，若5V的第一模拟信号驱动电机55得到的标准转速为100圈/秒。检测时若5V的第一模拟信号驱动电机55测量得到的转速不是100圈/秒，则表明待测运动控制信号转换装置的N个编码器信号输入接口13和第一输出接口1a中的至少一个是坏的，反之待测运动控制信号转换装置的N个编码器信号输入接口13和第一输出接口1a是好的。

S44，第二检测单元接收来自N-1个第二输出接口的第一模拟信号并判断N-1个第二输出接口的好坏。例如，上位机30控制待测运动控制信号转换装置输出5V的第一模拟信号，若第二检测单元70检测到的第一模拟信号与5V的差值在一阈值之外，则N-1个第二输出接口中至少一个是坏的，反之N-1个第二输出接口是好的。

需要说明的是步骤S44与步骤S42、S43的顺序可以调换。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施方式描述的，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.运动控制信号转换装置的检测装置，所述运动控制信号转换装置(10)包括：

N个编码器信号输入接口(13)，和

N个模拟量输出接口(11)，其包括：

1个第一输出接口(1a)，和

N-1个第二输出接口(111)，其中N为大于等于2的整数，

所述检测装置包括：

M个上位机(30)，用于向待测运动控制信号转换装置(10)提供控制信号，M为大于等于1的整数；

一第一检测单元(50)，其包括：

一模拟信号输入接口(51)，其能够接收来自所述第一输出接口(1a)的模拟量信号；

一伺服驱动单元(53)，其能够接收来自所述模拟信号输入接口(51)的模拟量信号；

一电机(55)，其能够在所述伺服驱动单元(53)根据所述模拟量信号的驱动下运转；

P个编码器(57)，用于测量所述电机(55)运转参数；和

N个编码器信号输出接口(59)，用于接收来自所述P个编码器(57)所测得的编码器信号并与所述N个编码器信号输入接口(13)一一对应电连接；

其中，所述待测运动控制信号转换装置(10)根据所述N个编码器信号输入接口(13)接收的编码器信号判断所述N个编码器信号输入接口(13)和所述第一输出接口(1a)的好坏，P为大于等于1的整数；和

一第二检测单元(70)，用于接收来自所述N-1个第二输出接口(111)的模拟量信号并判断所述N-1个第二输出接口(111)的好坏。

2.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，M=2，所述M个上位机(30)包括：

一运算控制单元(31)，用于所述待测运动控制信号转换装置(10)为数模转换模块时向所述数模转换模块提供控制信号，和

一数控单元(32)，用于所述待测运动控制信号转换装置(10)为接口模块时向所述接口模块提供控制信号。

3.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，还包括一第一接口转换单元(20)，其包括：

N个编码器信号转接口(23)，用于分别与所述N个编码器信号输入接口(13)和N个编码器信号输出接口(59)一一对应电连接；和

N个模拟量信号转接口(21)，其包括：

1个第一转接口(3a)，用于与所述第一输出接口(1a)和所述模拟信号输入接口(51)电连接，和

N-1个第二转接口(211)，用于与所述N-1个第二输出接口(111)一一对应电连接并与所述第二检测单元(70)电连接。

4.如权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述第一检测单元(50)还包括一第二接口转换单元(52)，用于将所述N-1个第二转接口(211)电连接至所述第二检测单元(70)。

5.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述第一检测单元(50)还包括一接口扩展模块(58)，所述接口扩展模块(58)将所述P个编码器(57)的编码器信号传输给所述N个编码器信号输出接口(59)，其中P=1。

6.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述第二检测单元(70)包括：

PLC模拟量输入模块(72)，用于从所述N-1个第二转接口(211)接收来自所述N-1个第二输出接口(111)的模拟量信号；和

PLC CPU模块(71)，用于根据所述PLC模拟量输入模块(72)接收的模拟量信号判断所述N-1个第二输出接口(111)的好坏。

7.如权利要求3所述的检测装置，其特征在于，还包括：

一第一柜体(80)，用于容置所述M个上位机(30)、所述第一检测单元(50)和所述第二检测单元(70)；和

一第二柜体(90)，用于容置所述待测运动控制信号转换装置(10)和所述第一接口转换单元(20)。

8.用权利要求1-7任一项所述的检测装置检测运动控制信号转换装置的方法，所述运动控制信号转换装置(10)包括N个编码器信号输入接口(13)和N个模拟量输出接口(11)，N为大于等于2的整数，所述N个模拟量输出接口(11)包括1个第一输出接口(1a)和N-1个第二输出接口(111)，

所述方法包括：

启动一个上位机(31,32)，并向待测运动控制信号转换装置(10)提供控制信号，控制所述待测运动控制信号转换装置(10)通过所述N个模拟量输出接口(11)输出第一模拟信号；

所述伺服驱动单元(53)通过所述模拟信号输入接口(51)从所述第一输出接口(1a)接收所述第一模拟信号并驱动所述电机(55)运转；

所述P个编码器(57)测量所述电机(55)运转参数并通过所述N个编码器信号输出接口(59)将测得的编码器信号传输给所述N个编码器信号输入接口(13)，所述待测运动控制信号转换装置(10)根据所述N个编码器信号输入接口(13)接收的编码器信号判断所述N个编码器信号输入接口(13)和所述第一输出接口(1a)的好坏；

所述第二检测单元(70)接收来自所述N-1个第二输出接口(111)的所述第一模拟信号并判断所述N-1个第二输出接口(111)的好坏。

9.如权利要求8所述的检测运动控制信号转换装置的方法，其特征在于，所述运动控制信号转换装置(10)为ADI4或IM174，N=4。