CN109889108A - 一种贴片机四轴闭环驱动控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种贴片机四轴闭环驱动控制器，包括主控芯片模块及分别与主控芯片模块电连接的电源管理模块、外围控制模块、外部功能模块、步进电机控制模块、信号转换模块和闭环控制模块，所述闭环控制模块包括编码信号反馈单元、电流采样放大单元、电机信号转换单元和电机高速模数转换单元。本发明将多个步进电机的控制集成与一个控制器上，贴片头的体积更小和布线更简单；而且本发明中设置有闭环模块，贴片头在工作过程中的实时信息可反馈至主控芯片，进而反馈至上位机，有利于监控贴片头的工作状态。
Description
技术领域
本发明涉及贴片机技术领域，尤其是一种贴片机四轴闭环驱动控制器。
背景技术
目前的贴片机的贴片头一般具有多个吸嘴，吸嘴的R轴转向是通过步进电机来调整的，而目前步进电机的控制一般采用多板卡的形式来进行控制，这样就使得贴片头的体积难以减小，另外目前贴片头的步进电机控制器还存在着不能实时监测贴片头运动状态的不足，当贴片头在工作过程中容易出现过载的情况，步进电机的控制器不能及时作出反馈，这对于设备也有一定的损坏。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种贴片机四轴闭环驱动控制器。
本发明的技术方案为：一种贴片机四轴闭环驱动控制器，包括主控芯片模块及分别与主控芯片模块电连接的电源管理模块、外围控制模块、外部功能模块、步进电机控制模块、信号转换模块和闭环控制模块，所述主控芯片模块包括有源晶振单元、ARM智能运动控制单元和DSP数字控制单元，所述有源晶振单元与ARM智能运动控制单元电连接，有源晶振单元提供系统稳定的频率，所述ARM智能运动控制单元、脉冲频率控制单元与DSP数字控制单元依次连接，所述DSP数字控制单元、过载报警单元与ARM智能运动控制单元依次电连接，
所述闭环控制模块包括编码信号反馈单元、电流采样放大单元、电机信号转换单元和电机高速模数转换单元，所述编码信号反馈单元和电流采样放大单元分别与电机信号转换单元电连接，电机信号转换单元的输出端、电机高速模数转换单元和DSP数字控制单元的输入端依次电连接。
所述信号转换单元包括外围信号转换单元、电机信号转换单元、高速数模单元、第一高速模数单元和第二高速模数单元。
所述外围控制模块包括模拟量控制输入单元、数字量传感器信息单元、功率保护单元、驱动输出单元、数字I/O信息单元、外围信号转换单元和外围高速模数转换单元，所述模拟量控制输入单元、数字量传感器信息单元、功率保护单元、驱动输出单元和数字I/O信息单元分别与外围信号转换单元电连接，所述外围信号转换单元的输出端、外围高速模数转换单元和ARM智能运动控制单元的输入端连接，外围信号转换单元和ARM智能运动控制单元电连接。
所述步进电机控制模块包括模拟量控制输出单元、多个功率驱动单元、电机信号转换单元和电机高速数模转换单元，模拟量控制输出单元和多个功率驱动单元分别与电机信号转换单元电连接，所述DSP数字控制单元的输出端、电机高速数模单元和电机信号转换单元输入端依次电连接。步进电机控制模块由DSP数字控制单元直接控制，DSP数字控制单元将电机的实时信息传输到ARM智能运动控制单元，成为闭环控制的一节。
所述外部功能模块包括基于ARM的外部功能模块和基于DSP的外部功能模块，所述基于ARM的外部功能模块包括与ARM智能运动控制单元分别电连接的第一仿真调试单元和第一外部通信单元，所述基于DSP的外部功能模块包括与DSP数字控制单元分别连接的第二仿真调试单元和第二外部通信单元。
所述电源管理模块包括第一电源管理单元和第二电源管理单元，所述第一电源管理单元与ARM智能运动控制单元电连接，所述第二电源管理单元与DSP数字控制单元电连接。
本发明的有益效果为：本发明将多个步进电机的控制集成与一个控制器上，贴片头的体积更小和布线更简单；而且本发明中设置有闭环模块，贴片头在工作过程中的实时信息可反馈至主控芯片，进而反馈至上位机，有利于监控贴片头的工作状态。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中，1-ARM智能运动控制单元，2-DSP数字控制单元，3-有源晶振单元，4-第一电源管理单元，5-第一仿真调试单元，6-第一外部通信单元，7-第二电源管理单元，8-第二仿真调试单元，9-第二外部通信单元，10-脉冲频率控制单元，11-过载报警单元，12-外围高速模数转换单元，13-电机高速数模转换单元，14-电机高速模数转换单元，15-外围信号转换单元，16-电机信号转换单元，17-模拟量控制输入单元，18-数字量传感器信息单元，19-功率保护单元，20-驱动输出单元，21-数字量I/O信息单元，22-模拟量控制输出单元，23-多个功率驱动单元，24-编码信号反馈单元，25-电流采样放大单元。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
如图1所示，一种贴片机四轴闭环驱动控制器，包括主控芯片模块及分别与主控芯片模块电连接的电源管理模块、外围控制模块、外部功能模块、步进电机控制模块、信号转换模块和闭环控制模块，所述主控芯片模块包括有源晶振单元3、ARM智能运动控制单元1和DSP数字控制单元2，所述有源晶振单元3与ARM智能运动控制单元1电连接，有源晶振单元3提供系统稳定的频率，所述ARM智能运动控制单元1、脉冲频率控制单元10与DSP数字控制单元2依次电连接，所述DSP数字控制单元2、过载报警单元11与ARM智能运动控制单元1依次电连接，
主控芯片ARM智能运动控制单元1发出特定的脉冲频率，脉冲频率控制单元10具有运动曲线规划功能，脉冲频率经过脉冲频率控制单元10后再传输到DSP数字控制单元2从而控制步进电机的运动，当步进电机出现过载的情况时，DSP数字控制单元2通过过载报警单元11向ARM智能运动控制单元1发送过载信息，ARM智能运动控制单元1因此发出相应指令。
所述闭环控制模块包括编码信号反馈单元24、电流采样放大单元25、电机信号转换单元16和电机高速模数转换单元14，所述编码信号反馈单元24和电流采样放大单元25分别与电机信号转换单元16连接，电机信号转换单元16的输出端、电机高速模数转换单元14和DSP数字控制单元2的输入端依次电连接，编码信号反馈单元24负责步进电机的位置闭环和速度闭环，编码信号反馈单元24将步进电机实时的位置和速度信息传输到DSP数字控制单元2，电流采样放大单元25负责电流闭环，贴片机四轴闭环驱动控制器实际是通过电流对步进电机进行控制，电流采样放大单元25将步进电机的实时电流信息传输到DSP数字控制单元2。
所述信号转换单元包括外围信号转换单元15、电机信号转换单元16、高速数模单元、第一高速模数单元和第二高速模数单元。
所述外围控制模块包括模拟量控制输入单元17、数字量传感器信息单元18、功率保护单元19、驱动输出单元20、数字量I/O信息单元21、外围信号转换单元15和外围高速模数转换单元12，所述模拟量控制输入单元17、数字量传感器信息单元18、功率保护单元19、驱动输出单元20和数字量I/O信息单元21分别与外围信号转换单元15电连接，所述外围信号转换单元15的输出端、外围高速模数转换单元12和ARM智能运动控制单元1的输入端电连接，外围信号转换单元15和ARM智能运动控制单元1电连接。所述模拟量控制输入单元17的信息依次通过外围信号转换单元15和外围高速模数转换单元12传递至ARM智能运动控制单元1，所述数字量传感器信息单元18和功率保护单元19的信息通过外围信号转换单元15分别传递至ARM智能运动控制单元1，所述ARM智能运动控制单元1的指令通过外围信号转换单元15传达至驱动输出单元20，所述数字量I/O信息单元21的信息和ARM智能运动控制单元1的指令均可通过外围信号转换单元15双向传递。外围控制模块由ARM智能运动控制单元1直接控制，ARM智能运动控制单元1根据外围传输的信息，转换为电机的运动指令，通过DSP数字控制单元2从而影响步进电机的运动。
所述步进电机控制模块包括模拟量控制输出单元22、多个功率驱动单元23、电机信号转换单元16和电机高速数模转换单元13，模拟量控制输出单元22和多个功率驱动单元23分别与电机信号转换单元16电连接，所述DSP数字控制单元2的输出端、电机高速数模单元和电机信号转换单元16输入端依次电连接。步进电机控制模块由DSP数字控制单元2直接控制，DSP数字控制单元2将电机的实时信息传输到ARM智能运动控制单元1，成为闭环控制的一节。
所述外部功能模块包括基于ARM的外部功能模块和基于DSP的外部功能模块，所述基于ARM的外部功能模块包括与ARM智能运动控制单元1分别电连接的第一仿真调试单元5和第一外部通信单元6，所述基于DSP的外部功能模块包括与DSP数字控制单元2分别电连接的第二仿真调试单元8和第二外部通信单元9。
所述电源管理模块包括第一电源管理单元4和第二电源管理单元7，所述第一电源管理单元4与ARM智能运动控制单元1电连接，所述第二电源管理单元7与DSP数字控制单元2电连接。
上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和最佳实施例，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (6)
1.一种贴片机四轴闭环驱动控制器，其特征在于：包括主控芯片模块及分别与主控芯片模块电连接的电源管理模块、外围控制模块、外部功能模块、步进电机控制模块、信号转换模块和闭环控制模块，所述主控芯片模块包括有源晶振单元、ARM智能运动控制单元和DSP数字控制单元，所述有源晶振单元与ARM智能运动控制单元电连接，所述ARM智能运动控制单元、脉冲频率控制单元与DSP数字控制单元依次电连接，所述DSP数字控制单元、过载报警单元与ARM智能运动控制单元依次电连接，
所述闭环控制模块包括编码信号反馈单元、电流采样放大单元、电机信号转换单元和电机高速模数转换单元，所述编码信号反馈单元和电流采样放大单元分别与电机信号转换单元电连接，电机信号转换单元的输出端、电机高速模数转换单元和DSP数字控制单元的输入端依次电连接。
2.根据权利要求1所述的贴片机四轴闭环驱动控制器，其特征在于：所述信号转换单元包括外围信号转换单元、电机信号转换单元、高速数模单元、第一高速模数单元和第二高速模数单元。
3.根据权利要求1或2所述的贴片机四轴闭环驱动控制器，其特征在于：所述外围控制模块包括模拟量控制输入单元、数字量传感器信息单元、功率保护单元、驱动输出单元、数字I/O信息单元、外围信号转换单元和外围高速模数转换单元，所述模拟量控制输入单元、数字量传感器信息单元、功率保护单元、驱动输出单元和数字I/O信息单元分别与外围信号转换单元电连接，所述外围信号转换单元的输出端、外围高速模数转换单元和ARM智能运动控制单元的输入端电连接，外围信号转换单元和ARM智能运动控制单元连接。
4.根据权利要求1或2任意一项所述的贴片机四轴闭环驱动控制器，其特征在于：所述步进电机控制模块包括模拟量控制输出单元、多个功率驱动单元、电机信号转换单元和电机高速数模转换单元，模拟量控制输出单元和多个功率驱动单元分别与电机信号转换单元电连接，所述DSP数字控制单元的输出端、电机高速数模单元和电机信号转换单元输入端依次电连接。
5.根据权利要求1或2所述的贴片机四轴闭环驱动控制器，其特征在于：所述外部功能模块包括基于ARM的外部功能模块和基于DSP的外部功能模块，所述基于ARM的外部功能模块包括与ARM智能运动控制单元分别电连接的第一仿真调试单元和第一外部通信单元，所述基于DSP的外部功能模块包括与DSP数字控制单元分别电连接的第二仿真调试单元和第二外部通信单元。
6.根据权利要求1或2所述的贴片机四轴闭环驱动控制器，其特征在于：所述电源管理模块包括第一电源管理单元和第二电源管理单元，所述第一电源管理单元与ARM智能运动控制单元电连接，所述第二电源管理单元与DSP数字控制单元连接。
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