CN113703491A - 一种运动台控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种运动台控制装置，功放机柜与每个信号转接板之间进行无线通信；每个传感器采集与运动台运动相关的信息数据；信号转接板将信息数据发送至功放机柜；功放机柜接收信息数据并将部分信息数据发送至运动控制卡；运动控制卡接收部分信息数据和上位机下发的指令，并根据部分信息数据和上位机下发的指令计算出执行指令，并将执行指令发送至功放机柜中的驱动器；驱动器产生驱动信号通过信号转接板下发至执行器，执行器受驱动信号驱动带动运动台运动；其中，无线通信的通信延迟时间小于或等于运动控制卡的计算周期，信号转接板的个数与运动台的自由度个数相对应。以提升装置对运动台的工件进行加工时的精度。

Description

一种运动台控制装置

技术领域

本发明实施例涉及半导体加工技术领域，尤其涉及一种半导体运动台控制装置。

背景技术

随着IC产品的不断发展，半导体行业中对工件的加工显得尤为重要，对工件加工的一个普遍要求是将工件放置在运动台上，从当前场运动到下一个场，需要保证快速精准，既要保证控制性能又需要保证高速和低稳定时间，如此来提高产品的竞争力。

由于运动台上电器件复杂并且繁多，其中包括各类传感器和执行器都需要各类协议和硬线连接，从而存在各类排线、各种转接头和多块盘卡，大量密集的排线的存在既增加了机械设计的难度和电磁干扰，线缆力也作为运动过程中的非周期性的干扰力，使运动台控制难度加大。

发明内容

本发明提供一种运动台控制装置，以通过无线通信降低线缆个数，降低运动台运动过程中的线缆对其的干扰力，提升运动控制精度，进而提升装置对运动台的工件进行加工时的精度。

为实现上述目的，本发明实施例提出了一种运动台控制装置，包括：

上位机、运动控制卡、功放机柜、至少一个信号转接板、与所述信号转接板连接的执行器和多个传感器；

其中，所述功放机柜与所述信号转接板之间进行无线通信；所述传感器用于采集与运动台运动相关的信息数据；所述信号转接板用于将所述信息数据发送至所述功放机柜；所述功放机柜用于接收所述信息数据，并将部分所述信息数据发送至所述运动控制卡；所述运动控制卡用于接收部分信息数据和所述上位机下发的指令，并根据所述部分信息数据和所述上位机下发的指令计算出所述执行器的执行指令，并将所述执行指令发送至所述功放机柜中的驱动器；所述驱动器产生驱动信号通过所述信号转接板下发至所述执行器，所述执行器受所述驱动信号驱动，带动运动台运动；其中，无线通信的通信延迟时间小于或等于所述运动控制卡的计算周期，所述信号转接板的个数与所述运动台的自由度个数相对应。

根据本发明的一个实施例，所述功放机柜与每个所述信号转接板之间的通信方式为射频通信方式，通信载波频段为100MHz-2.4GHz，通信延迟时间为1-10微秒。

根据本发明的一个实施例，所述功放机柜和每个所述信号转接板均包括无线收发模块和天线，所述无线收发模块包括无线发射单元和无线接收单元；

所述无线发射单元包括依次电连接的数据输入子单元、信道编码子单元、信号调制子单元、数模转换子单元、发送射频前端子单元；

所述无线接收单元包括依次电连接的接收射频前端子单元、模数转换子单元、信号解调子单元、信道译码子单元和数据输出子单元。

根据本发明的一个实施例，所述信号转接板还包括：模数转换模块、数据处理模块、第一串口通信模块、第二串口通信模块和供电模块；所述无线收发模块与所述第二串口通信模块连接；

所述模数转换模块分别与多个所述传感器和所述执行器、所述数据处理模块电连接，所述数据处理模块用于接收经过所述模数转换模块转换之后的各个传感器采集的信息数据，并通过所述第一串口通信模块、所述第二串口通信模块发送至所述无线收发模块，并经过所述天线传输至所述功放机柜；

所述数据处理模块还用于接收所述功放机柜中驱动器输出的驱动信号，其中，所述驱动信号依次经过所述天线、所述无线收发模块、所述第二串口通信模块、所述第一串口通信模块输入至所述数据处理模块，经所述数据处理模块处理发送至所述模数转换模块，并经所述模数转换模块转换之后输出至所述执行器；

所述供电模块用于给所述模数转换模块、所述数据处理模块、所述第一串口通信模块、所述第二串口通信模块、所述无线收发模块、所述天线、各个所述传感器和所述执行器供电。

根据本发明的一个实施例，所述数据处理模块为FGPA芯片。

根据本发明的一个实施例，所述功放机柜还包括：驱动所述执行器的驱动器和工业总线通信模块，所述无线收发模块与所述工业总线通信模块连接；

所述运动控制卡下发的执行指令经过所述工业总线通信模块输入至所述驱动器；

所述信号转接板输出的信息数据依次经过所述天线、所述无线收发模块、所述工业总线通信模块发送至所述运动控制卡。

根据本发明的一个实施例，多个传感器包括：温度传感器、限位传感器、编码传感器和霍尔传感器；所述执行器为电机；所述温度传感器用于采集所述电机的温度数据，所述限位传感器用于在所述电机的位移处于预设行程时触发限位，所述编码传感器用于采集所述电机的位移数据，所述霍尔传感器用于采集所述电机中定子的方向数据。

根据本发明的一个实施例，所述运动控制卡与所述功放机柜的通信方式为高速通信协议方式，通信延迟时间为1-4微秒。

根据本发明的一个实施例，所述高速通信协议方式包括SRIO通信协议方式。

根据本发明的一个实施例，所述运动控制卡包括DSP芯片和FPGA数据收发卡，所述FPGA数据收发卡用于获取所述部分信息数据，并转发所述执行指令至所述功放机柜。

根据本发明实施例提出的运动台控制装置，功放机柜与每个信号转接板之间进行无线通信；每个传感器用于采集与运动台运动相关的信息数据；信号转接板用于将信息数据发送至功放机柜；功放机柜用于接收信息数据，并将部分信息数据发送至运动控制卡；运动控制卡用于接收部分信息数据和上位机下发的指令，并根据部分信息数据和上位机下发的指令计算出执行器的执行指令，并将执行指令发送至功放机柜中的驱动器；驱动器产生驱动信号通过信号转接板下发至执行器，执行器受驱动信号驱动，带动运动台运动；其中，无线通信的通信延迟时间小于或等于运动控制卡的计算周期，信号转接板的个数与运动台的自由度个数相对应。以通过无线通信降低线缆个数，降低运动台运动过程中的线缆对其的干扰力，提升运动控制精度，进而提升装置对运动台的工件进行加工时的精度。

附图说明

图1是本发明实施例提出的运动台控制装置的方框示意图；

图2是本发明一个实施例提出的运动台控制装置的方框示意图；

图3是本发明一个实施例提出的运动台控制装置中信号转接板和功放机柜交互的方框示意图；

图4是本发明一个实施例提出的运动台控制装置中第一无线收发单元的方框示意图；

图5是本发明一个实施例提出的运动台控制装置中第二无线收发单元的方框示意图；

图6是本发明一个实施例提出的运动台控制装置中的信号转接板的方框示意图；

图7是本发明一个实施例提出的运动台控制装置中的功放机柜的方框示意图；

图8是本发明另一个实施例提出的运动台控制装置的方框示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1是本发明实施例提出的运动台控制装置的方框示意图。如图1和图2所示，该装置100包括：

上位机1、运动控制卡2、功放机柜3、至少一个信号转接板4、与信号转接板4连接的执行器5和多个传感器6；

其中，功放机柜3与每个信号转接板4之间进行无线通信；传感器6用于采集与运动台运动相关的信息数据；信号转接板4用于将信息数据发送至功放机柜3；功放机柜3用于接收信息数据并将部分信息数据发送至运动控制卡2；运动控制卡2用于接收部分信息数据和上位机1下发的指令，并根据部分信息数据和上位机1下发的指令计算出执行器5的执行指令，并将执行指令发送至功放机柜3中与执行器5连接的驱动器7；驱动器7产生驱动信号通过信号转接板4下发至执行器5，执行器5受驱动信号驱动，带动运动台8运动；其中，无线通信的通信延迟时间小于或等于运动控制卡2的计算周期，信号转接板4的个数与运动台8的自由度个数相对应。

可以理解的是，运动台8的自由度可以为1-2个，当自由度为1个时，运动台可以沿X方向或Y方向移动，当自由度为2个时，运动台可以沿X方向和Y方向移动，而运动台8的自由度有几个，信号转接板4就设置几个。比如运动台8的自由度有2个，那么信号转接板4有2个，并且与X方向信号转接板连接的是X方向的执行器和多个X方向传感器，与Y方向信号转接板连接的是Y方向的执行器和多个Y方向传感器。

下面以运动台8包括1个自由度(X方向)为例来介绍运动台控制装置100，其余运动台8的自由度(Y方向)上的通信方式可参照一个自由度(X方向)的通信方式。

需要说明的是，运动台8承载工件，按照上位机1的指令，做X方向的步进运动或扫描运动，完成曝光或者交接等功能需求。上位机1接收用户输入的指令(比如可以为运动台沿X方向移动1mm的指令)，并且传输至运动控制卡2；

各个X方向的传感器6采集与运动台运动相关的信息数据(比如运动台沿X方向已经移动了0.1mm)，并通过X方向的信号转接板4无线通信传输至功放机柜3，功放机柜3通过光纤通信传输至运动控制卡2；

运动控制卡2根据信息数据和上位机1下发的指令，计算出执行器5的执行指令(比如还需运动台沿X方向移动0.9mm)，运动控制卡2将计算出的执行指令通过光纤通信发送至功放机柜3中的驱动器7，驱动器7根据该执行指令输出驱动信号，该驱动信号通过无线通信传输至X方向的信号转接板4，X方向的信号转接板4将该驱动信号传输至与其连接的执行器5，执行器5受驱动信号驱动，带动运动台8沿X方向移动。进而完成对运动台8上的工件的曝光或者交接等功能的需求。

对于运动台8沿Y方向移动，与X方向相同，此处不再赘述。

基于此，功放机柜3与每个信号转接板4之间进行无线通信；该装置100对运动台的工件进行加工，运动台8带着工件沿一个方向或者多个方向运动，运动到固定位置或者运动过程中工件完成曝光、测量等加工操作，该装置100通过无线通信，不但显著降低了线缆个数，降低了运动过程中的线缆干扰力，提高了运动控制精度，而且线缆的减少对于运动台8本身的机械设计和布管布线降低了复杂度。

需要说明的是，上位机1与运动控制卡2之间的通信方式为TCP/IP通信，也可以为其他的通信方式，本发明对此不作具体限定。其中，运动控制卡2可以为下位机，两者具体的通信流程如下：

1)上位机1将命令和数据打包，并发送数据包给下位机，其中命令可以为开始运动，数据为运动的位移数据；

2)下位机接收该数据包，并解析数据包；

3)下位机运行控制算法，对应答和数据进行打包，并发送数据包给上位机；

4)上位机接收该数据包，并解析数据包。其中，数据包中可以为下位机是否处理命令成功的反馈，如果出现故障，则返回故障码。

另外，无线通信的通信延迟时间小于或等于运动控制卡2的计算周期是指，运动控制卡2的计算周期需要大于无线通信的通信延迟时间，因为运动控制卡2在每次计算前首先获取多个传感器6的信息数据和上位机1的指令，才能进行计算，所以，无线通信的通信延迟时间小于或等于运动控制卡2的计算周期。

根据本发明的一个实施例，功放机柜3与每个信号转接板4之间的通信方式为射频通信方式，通信载波频段为100MHz-2.4GHz，通信延迟时间为1-10微秒。

由于在运动台8上的实时运动控制算法的运行周期5KHz或者4KHz，进而，通信延迟时间保持在微秒级才能符合要求。

根据本发明的一个实施例，功放机柜3和每个信号转接板4均包括无线收发模块和天线，无线收发模块包括无线发射单元和无线接收单元；

无线发射单元包括依次电连接的数据输入子单元、信道编码子单元、信号调制子单元、数模转换子单元、发送射频前端子单元；

无线接收单元包括依次电连接的接收射频前端子单元、模数转换子单元、信号解调子单元、信道译码子单元和数据输出子单元。

其中，如图3和4所示，信号转接板4包括第一无线收发模块45和第一天线46，第一无线收发模块45包括第一无线发射单元451和第一无线接收单元452；

第一无线发射单元451包括依次电连接的第一数据输入子单元4511、第一信道编码子单元4512、第一信号调制子单元4513、第一数模转换子单元4514、第一发送射频前端子单元4515；

第一无线接收单元452包括依次电连接的第一接收射频前端子单元4521、第一模数转换子单元4522、第一信号解调子单元4523、第一信道译码子单元4524和第一数据输出子单元4525。

其中，第一数据输入子单元4511用于存储接收到的相关信息数据，并提供给第一信道编码子单元4512；第一信道编码子单元4512用于在发送端对源数据添加冗余信息，该冗余信息和源数据相关，提高传输过程的抗干扰性，将编码后的数据发送给第一信号调制子单元4513；第一信号调制子单元4513用于将编码后的信号进行调频调制(也叫带通调制、载波调制)，将低频信号搬移到高频段，以便在信道中传输；第一数模转换子单元4514主要用于将二进制信号转换为高频率的电流信号；第一发送射频前端子单元4515用于将以进行第一数模转换子单元4514转换后的电流信号经过功率放大和滤波，以激励电磁波并且以一定的方向发送到空间；

第一接收射频前端子单元4521负责接收在空间中传播的电磁波能量，并传递给第一模数转换子单元4522；第一模数转换子单元4522主要将高频率的电流信号转换为二进制信号；第一信号解调子单元4523负责将信道中传输的高频信号解调为低频信号，即从载波中分离出有效信号；第一信道译码子单元4524负责将已添加冗余信息的数据分离出源数据；第一数据输出子单元4525负责将源数据输出。

功放机柜3包括第二无线收发模块32和第二天线33，根据本发明的一个实施例，如图3和图5所示，第二无线收发模块32包括第二无线发射单元321和第二无线接收单元322；

第二无线发射单元321包括依次电连接的第二数据输入子单元3211、第二信道编码子单元3212、第二信号调制子单元3213、第二数模转换子单元3214、第二发送射频前端子单元3215；

第二无线接收单元322包括依次电连接的第二接收射频前端子单元3221、第二模数转换子单元3222、第二信号解调子单元3223、第二信道译码子单元3224和第二数据输出子单元3225。

其中，第二无线收发模块32与第一无线收发模块45的原理相同，在此不再赘述。

需要说明的是，第一无线收发模块45中的第一无线发射单元451工作时，对应第二无线收发模块32中的第二无线接收单元322工作，第一无线收发模块45中的第一无线接收单元452工作时，对应第二无线收发模块32中的第二无线发射单元321工作。

根据本发明的一个实施例，如图6所示，信号转接板4还包括：模数转换模块41、数据处理模块42、第一串口通信模块43、第二串口通信模块44和供电模块47；其中，第一无线收发模块45与所述第二串口通信模块44连接；

模数转换模块41分别与多个传感器6和执行器5、数据处理模块42电连接，数据处理模块42用于接收经过模数转换模块41转换之后的各个传感器6采集的信息数据，并通过第一串口通信模块43、第二串口通信模块44发送至第一无线收发模块45，并经过第一天线46传输至功放机柜；

数据处理模块42还用于接收功放机柜3中驱动器7输出的驱动信号，其中，驱动信号依次经过第一天线46、第一无线收发模块45、第二串口通信模块44、第一串口通信模块43输入至数据处理模块42，经数据处理模块42处理发送至模数转换模块41，并经模数转换模块41转换之后输出至执行器5；

供电模块47用于给模数转换模块41、数据处理模块42、第一串口通信模块43、第二串口通信模块44、第一无线收发模块45、第一天线46、各个传感器6和执行器5供电。

需要说明的是，数据处理模块42可以为FGPA芯片。第一串口通信模块43和第二串口通信模块44均包括串口发送缓存区和串口接收缓存区，该缓存区用于存放固定大小的数据。第一串口通信模块43的串口发送缓存区和第二串口通信模块44的串口接收缓存区可以存放传感器6采集的信息数据；第一串口通信模块43的串口接收缓存区和第二串口通信模块44的串口发送缓存区可以存放驱动信号。进而，信号转接板4中可以暂时存放需要传送的信息数据。

也就是说，信号转接板4可以对传感器6采集的数据进行处理后，经过串口通信，以及通过无线通信发送至功放机柜3；还可以对功放机柜3下发的数据进行处理，输送至执行器5。其中，信号转接板4的通过设置多个端口连接传感器和执行器5，然后通过总线的方式将传感器采集的数据打包发送至功放机柜3，再由功放机柜3汇总发送至运动控制卡2，从而，避免了由于运动控制卡2本身缺乏端口不能连接多个传感器的问题，也避免了直接将线缆连接至运动控制卡2，造成线缆很长易打结缠绕的问题，这样，不但可以多接传感器，而且线缆很短，可以几乎不影响运动台8的运动。

需要说明的是，信号转接板4中的无线接收通信和无线发送通信流程如下：

1)首先上电时，数据处理模块42分别配置第一无线接收单元452和第一无线发送单元451，配置为接收模式和发送模式，配置完后第一无线接收单元451和第二无线接收单元452处于休眠模式；

2)休眠状态时，会按微秒级周期(1-3us)轮询检查是否有激活事件；

3)若发生激活事件，发送标志位和接收标志位置0，并且此时，对于第一无线接收单元452，则进入接收模式，等待数包接收，对于第一无线发送单元451，进入发送模式，判断数据缓存区是否有数据，有数据则发送，无数据则等待；

4)对于第一无线接收单元452，接收到数据包，接收标志位置1，进入休眠状态，对于第一无线发送单元451，发送完数据包，发送标志位置1，进入休眠状态，继续轮询检查是否有激活事件；

其中，数据处理模块42配置第一无线收发模块45的收发频率(100M-2.4Gb/s)、发送功率、数据传输速率(500M-1Gb/s)、无线收发模式、调制方式以及数据长度，对于第一无线发送单元451，激活事件为第二串口通信模块44的接收缓存区数据已准备好，对于第一无线接收单元452，激活事件为第二串口通信模块44的发送缓存区数据已清空。

根据本发明的一个实施例，如图7所示，功放机柜3包括：驱动执行器5的驱动器7、工业总线通信模块31、第二无线收发模块32和第二天线33；

运动控制卡2下发的执行指令经过工业总线通信模块31输入至驱动器7；

信号转接板4输出的信息数据依次经过第二天线33、第二无线收发模块32、工业总线通信模块31发送至运动控制卡2。

其中，第一无线收发模块45和第二无线收发模块32之间通过第一天线46和第二天线33进行通信。

信息数据经过信号转接板4的第一无线收发模块45、经过第一天线46与第二天线33之间进行通信，信息数据被发送至功放机柜3的第二无线收发模块32中。功放机柜3与运动控制卡2之间进行光纤通信，功放机柜3通过工业总线通信模块31将信息数据发送至运动控制卡2；

运动控制卡2根据信息数据以及上位机1下发的指令计算生成执行指令后，通过光纤通信下发至功放机柜3的工业总线通信模块31中，并通过工业总线通信模块31输入至驱动器7，驱动器7根据该执行指令生成驱动信号。

该驱动信号通过工业总线通信模块31、第二无线收发模块32以及第二天线33发送至空间，信号转接板4的第一无线收发模块45通过第一天线46接收到该驱动信号，并通过信号转接板4中的数据处理模块42发送至执行器5。其中，功放机柜3与信号转接板4进行无线通信，空间距离为1-4米。驱动器7为商用驱动器，负责运行电流环算法。

根据本发明的一个实施例，如图8所示，多个传感器6包括：温度传感器61、限位传感器62、编码传感器63和霍尔传感器64；执行器5为电机；温度传感器61用于采集电机的温度数据，限位传感器62用于在电机的位移处于预设行程时触发限位，编码传感器63用于采集电机的位移数据，霍尔传感器64用于采集电机中定子的方向数据。

其中，温度传感器61用于采集电机的温度数据，温度数据会经过信号转接板4无线通信传输至功放机柜3，功放机柜3通过光纤通信传输至运动控制卡2，进而，运动控制卡2根据温度数据下发相关指令，比如当温度数据高于电机的温度数据阈值时，运动控制卡2会下发急停指令，并通过光纤通信发送至功放机柜3中的驱动器7，驱动器7根据该急停指令输出驱动信号，该驱动信号通过无线通信传输至信号转接板4，信号转接板4将该驱动信号传输至与其连接的执行器5，执行器5受驱动信号驱动，停止运动台8的移动。

编码传感器63用于采集电机的位移数据，限位传感器62用于在电机的位移处于预设行程时触发限位，也就是说，位移数据通过信号转接板4无线通信传输至功放机柜3，再通过功放机柜3光纤通信传输至运动控制卡2，运动控制卡2根据位移数据计算电机的行程，当电机的行程等于预设行程时，运动控制卡2给限位传感器62下发触发指令，触发指令再依次经过功放机柜3、信号转接板4输入至限位传感器62，限位传感器62触发，使得电机急停。

霍尔传感器64用于采集电机中定子的方向数据，该方向数据经过信号转接板4传输至功放机柜3，功放机柜3中的驱动器7根据该定子的方向数据改变输出的驱动信号，以驱动电机正常工作。

根据本发明的一个实施例，运动控制卡2与功放机柜3的通信方式为高速通信协议方式，通信延迟时间为1-4微秒。高速通信协议方式包括SRIO通信协议方式。

运动控制卡2采用DSP芯片和数据收发卡，其中，数据收发卡采用FPGA芯片，从数据收发卡FPGA获取信息数据等其他信号，将算法计算出的数据通过数据收发卡FPGA转发信号至功放机柜3。

下面介绍该运动控制装置100的控制原理。

具体地，以温度传感器采集的电机温度数据为例来说，上行数据传输原理如下：温度数据经过模数转换模块41转换之后，发送至数据处理模块42，经数据处理模块42处理之后，发送至第一串口通信模块43的串口发送缓存区，经过第一串口通信模块43与第二串口通信模块44之间进行通信，该温度数据被发送至第二串口通信模块44的串口接收缓存区存储，然后该温度数据输入第一无线收发模块45中的第一数据输入子单元4511，第一数据输入子单元4511，第一数据输入子单元4511用于存储接收到的温度数据，并提供给第一信道编码子单元4512；第一信道编码子单元4512用于在发送端对温度数据添加冗余信息，该冗余信息和温度数据相关，进而提高传输过程的抗干扰性，将编码后的温度数据发送给第一信号调制子单元4513；第一信号调制子单元4513用于将编码后的温度数据进行调频调制(也叫带通调制、载波调制)，将低频信号搬移到高频段，以便在信道中传输；第一数模转换子单元4514主要用于将二进制温度数据信号转换为高频率的与温度数据相应的电流信号；第一发送射频前端子单元4515用于将以进行第一数模转换子单元4514转换后的电流信号经过功率放大和滤波，以激励电磁波并且以一定的方向发送到空间；经过第一天线46与第二天线33进行通信，第二接收射频前端子单元3221负责接收在空间中传播的电磁波能量，并传递给第二模数转换子单元3222；第二模数转换子单元3222主要将高频率的电流信号转换为二进制温度数据信号；第二信号解调子单元3223负责将信道中传输的高频信号解调为低频信号，即从载波中分离出有效温度数据信号；第二信道译码子单元3224负责将已添加冗余信息的数据分离出温度数据；第二数据输出子单元3225负责将温度数据输出。功放机柜3与运动控制卡2之间进行光纤通信，将温度数据传输至运动控制卡2；

下行数据传输原理如下：运动控制卡2根据温度数据下发执行指令，该执行指令通过工业总线通信模块31输出至驱动器7，驱动器7根据该执行指令生成驱动信号。

该驱动信号经过工业总线通信模块31依次输出至第二数据输入子单元3211、第二信道编码子单元3212、第二信号调制子单元3213、第二数模转换子单元3214、第二发送射频前端子单元3215，经过处理后，发送驱动信号至空间，经过第一天线46和第二天线通信33，该驱动信号被第一接收射频前端子单元4521、第一模数转换子单元4522、第一信号解调子单元4523、第一信道译码子单元4524和第一数据输出子单元4525接收并输出至第二串口通信模块44的串口发送缓存区，经过第二串口通信模块44和第一串口通信模块43进行串口通信，该驱动信号存入第一串口通信模块43的串口接收缓存区，进而经过数据处理模块42发送至模数转换模块41，进而输入至执行器5，执行器5依据该驱动信号进行工作。

其中，可以理解的是，该装置对运动台的工件进行加工，运动台带着工件沿一个方向或者多个方向运动，运动到固定位置或者运动过程中工件完成曝光等加工操作，该装置通过无线通信，显著降低了线缆个数，降低了运动过程中的线缆干扰力，提高运动控制精度，并且线缆的减少对于运动台本身的机械设计和布管布线降低了复杂度，同时通过使用频段为100MHz到2.4GHz的射频芯片，以及设计无线通信发送、接收逻辑和流程满足微秒级实时通信的需求。

综上所述，根据本发明实施例提出的运动台控制装置，运动控制卡与功放机柜之间进行无线通信；功放机柜与每个信号转接板之间进行无线通信；每个传感器用于采集与运动台运动相关的信息数据；信号转接板用于将信息数据并发送至功放机柜；功放机柜用于接收信息数据并发送至运动控制卡；运动控制卡用于接收信息数据和上位机下发的指令，并根据信息数据和上位机下发的指令计算出执行器的执行指令，并将执行指令发送至功放机柜中与执行器连接的驱动器；驱动器产生驱动信号通过信号转接板下发至执行器，执行器受驱动信号驱动，带动运动台运动；其中，无线通信的通信延迟时间小于或等于运动控制卡的计算周期，信号转接板的个数与运动台的自由度个数相对应。以通过无线通信降低线缆个数，降低运动台运动过程中的线缆对其的干扰力，提升运动控制精度，进而提升装置对运动台的工件进行加工时的精度。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种运动台控制装置，其特征在于，包括：

上位机、运动控制卡、功放机柜、至少一个信号转接板、与所述信号转接板连接的执行器和多个传感器；

其中，所述功放机柜与所述信号转接板之间进行无线通信；所述传感器用于采集与运动台运动相关的信息数据；所述信号转接板用于将所述信息数据发送至所述功放机柜；所述功放机柜用于接收所述信息数据，并将部分所述信息数据发送至所述运动控制卡；所述运动控制卡用于接收部分信息数据和所述上位机下发的指令，并根据所述部分信息数据和所述上位机下发的指令计算出所述执行器的执行指令，并将所述执行指令发送至所述功放机柜中的驱动器；所述驱动器产生驱动信号通过所述信号转接板下发至所述执行器，所述执行器受所述驱动信号驱动，带动运动台运动；其中，无线通信的通信延迟时间小于或等于所述运动控制卡的计算周期，所述信号转接板的个数与所述运动台的自由度个数相对应。

2.根据权利要求1所述的运动台控制装置，其特征在于，所述功放机柜与每个所述信号转接板之间的通信方式为射频通信方式，通信载波频段为100MHz-2.4GHz，通信延迟时间为1-10微秒。

3.根据权利要求1所述的运动台控制装置，其特征在于，所述功放机柜和每个所述信号转接板均包括无线收发模块和天线，所述无线收发模块包括无线发射单元和无线接收单元；

所述无线发射单元包括依次电连接的数据输入子单元、信道编码子单元、信号调制子单元、数模转换子单元、发送射频前端子单元；

所述无线接收单元包括依次电连接的接收射频前端子单元、模数转换子单元、信号解调子单元、信道译码子单元和数据输出子单元。

4.根据权利要求3所述的运动台控制装置，其特征在于，所述信号转接板还包括：模数转换模块、数据处理模块、第一串口通信模块、第二串口通信模块和供电模块；所述无线收发模块与所述第二串口通信模块连接；

所述模数转换模块分别与多个所述传感器和所述执行器、所述数据处理模块电连接，所述数据处理模块用于接收经过所述模数转换模块转换之后的各个传感器采集的信息数据，并通过所述第一串口通信模块、所述第二串口通信模块发送至所述无线收发模块，并经过所述天线传输至所述功放机柜；

所述数据处理模块还用于接收所述功放机柜中驱动器输出的驱动信号，其中，所述驱动信号依次经过所述天线、所述无线收发模块、所述第二串口通信模块、所述第一串口通信模块输入至所述数据处理模块，经所述数据处理模块处理发送至所述模数转换模块，并经所述模数转换模块转换之后输出至所述执行器；

所述供电模块用于给所述模数转换模块、所述数据处理模块、所述第一串口通信模块、所述第二串口通信模块、所述无线收发模块、所述天线、各个所述传感器和所述执行器供电。

5.根据权利要求4所述的运动台控制装置，其特征在于，所述数据处理模块为FGPA芯片。

6.根据权利要求3所述的运动台控制装置，其特征在于，所述功放机柜还包括：驱动所述执行器的驱动器和工业总线通信模块，所述无线收发模块与所述工业总线通信模块连接；

所述运动控制卡下发的执行指令经过所述工业总线通信模块输入至所述驱动器；

所述信号转接板输出的信息数据依次经过所述天线、所述无线收发模块、所述工业总线通信模块发送至所述运动控制卡。

7.根据权利要求1所述的运动台控制装置，其特征在于，多个传感器包括：温度传感器、限位传感器、编码传感器和霍尔传感器；所述执行器为电机；所述温度传感器用于采集所述电机的温度数据，所述限位传感器用于在所述电机的位移处于预设行程时触发限位，所述编码传感器用于采集所述电机的位移数据，所述霍尔传感器用于采集所述电机中定子的方向数据。

8.根据权利要求1所述的运动台控制装置，其特征在于，所述运动控制卡与所述功放机柜的通信方式为高速通信协议方式，通信延迟时间为1-4微秒。

9.根据权利要求8所述的运动台控制装置，其特征在于，所述高速通信协议方式包括SRIO通信协议方式。

10.根据权利要求1所述的运动台控制装置，其特征在于，所述运动控制卡包括DSP芯片和FPGA数据收发卡，所述FPGA数据收发卡用于获取所述部分信息数据，并转发所述执行指令至所述功放机柜。

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