CN209659190U - 一种用于四个步进电机联动的控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于四个步进电机联动的控制电路，包括：一控制电源，控制电源的输入端连接一外接电源；一主控器，主控器的电源端与控制电源的输出端连接；四个驱动器，四个驱动器的输入端分别连接主控器的输出端，每个驱动器的输出端连接一步进电机的输入端；一联动控制模块，联动控制模块的输出端与主控器的输入端连接。有益效果在于：提供一种用于四个步进电机联动的控制电路，可通过电脑软件同时控制四个电机的正反运转的速度，以及控制软件或硬件的限位设置。

Description

一种用于四个步进电机联动的控制电路

技术领域

本实用新型涉及电气设备控制电路设计领域，尤其涉及一种用于四个步进电机联动的控制电路。

背景技术

随着数控技术在工业领域内的发展，越来越多的机械制造设备不断地向高速、高效、高精度、自动化的领域发展。高速机床是实现高速加工的设备基础，高速大功率的内装电动机主轴单元作为电动机的核心功能部件，其性能指标直接决定了机床的发展水平，电动机主轴单元的主要特征是将电机设置于机床主轴内部，通过电机直接驱动主轴。

在现有技术中，四个电机常采用分开控制的方式，欠缺灵活性。因此，现需一种用于四个步进电机联动的控制电路，四轴联动输出，更突出运动控制，灵活输入输出广泛应用于自动冲床送料，包装机械，食品机械，焊接设备，机械手送料等自动化场合。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种用于四个步进电机联动的控制电路。

具体技术方案如下：

本实用新型包括一种用于四个步进电机联动的控制电路，包括：

一控制电源，所述控制电源的输入端连接一外接电源；

一主控器，所述主控器的电源端与所述控制电源的输出端连接；

四个驱动器，四个所述驱动器的输入端分别连接所述主控器的输出端，每个所述驱动器的输出端连接一步进电机的输入端；

一联动控制模块，所述联动控制模块的输出端与所述主控器的输入端连接。

优选的，所述联动控制模块包括四个信号采集电路，四个所述信号采集电路并联连接。

优选的，每个所述信号采集电路包括：

一第一MOS管，所述第一MOS管的漏极与一接插件的输入端连接，所述第一MOS管的源极与接地端连接；

一与门，所述与门的输出端连接所述第一MOS管的栅极，所述与门包括两个输入端；

所述与门的第一输入端分别连接一限位传感器的第一输出端与一转速传感器的第一输出端；

所述与门的第二输入端分别连接所述限位传感器的第二输出端与所述转速传感器的第二输出端；

一非门，所述非门设置于所述转速传感器的第一输出端与所述与门的第一输入端之间；

所述接插件的输出端连接所述主控器的输入端。

优选的，所述联动控制模块还包括：

一第二MOS管，所述第二MOS管的栅极分别连接四个所述第一MOS管的栅极，所述第二MOS管的的漏极连接所述控制电源的输出端，所述第二MOS管的源极连接接地端；

一第一电阻，连接于所述第一MOS管的栅极与所述第二MOS管的栅极之间；

一第二电阻，连接于所述第二MOS管的栅极与所述接地端之间；

一第三电阻，连接于所述第二MOS管的漏极与一第一电容之间。

优选的，所述限位传感器与所述转速传感器设置于所述步进电机上。

优选的，每个所述信号采集电路还包括：

一第一二极管，所述第一二极管的正极连接所述第一MOS管的栅极，所述第一二极管的负极连接所述第二MOS管的栅极；

一第二二极管，连接于所述限位传感器的第一输出端与所述与门的第一输入端之间；

一第三二极管，连接于所述转速传感器的第一输出端与所述与门的第一输入端之间；

一第四二极管，连接于所述限位传感器的第二输出端与所述与门的第二输入端之间；

一第五二极管，连接于所述转速传感器的第二输出端与所述与门的第二输入端之间；

一第四电阻，连接于所述第一MOS管的栅极与所述与门的输出端之间；

一第五电阻，连接于所述第一MOS管的栅极与所述接地端之间。

优选的，所述主控器的输出端通过四个环形分配器分别连接四个步进电机的驱动器。

本实用新型技术方案的有益效果在于：提供一种用于四个步进电机联动的控制电路，可通过电脑软件同时控制四个电机的正反运转的速度，以及控制软件或硬件的限位设置。

附图说明

图1为本实用新型实施例中联动控制模块的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中控制电源的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中主控器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。

本实用新型包括一种用于四个步进电机联动的控制电路，包括：

如图2所示，一控制电源K，控制电源K的输入端连接一外接电源；

如图3所示，一主控器U，主控器U的电源端与控制电源K的输出端连接；

如图1所示，四个驱动器，四个驱动器的输入端分别连接主控器U的输出端，每个驱动器的输出端连接一步进电机的输入端；

主控器U的输出端通过四个环形分配器分别连接四个步进电机的驱动器。

一联动控制模块，联动控制模块的输出端与主控器U的输入端连接。

具体地，主控器U具有十四个数字输入/输出引脚，其中包含六个用于PWM逻辑信号输出的引脚、六个用于模拟输入的引脚，一个16MHz陶瓷谐振器、一个USB接口、一个电源插座、一个在线串行编程接口(In-Circuit SerialProgramming，ICSP接口)和一个复位按钮(Reset)。主控器U的最大长度为2.7英寸，最大宽度为2.1英寸，主控器U包含了组成微控制器的所有结构，同时，仅通过一条USB数据线即可连接至电脑。

具体地，控制电源K的第一引脚与第二引脚连接电压为24V的外接电源，外接电源包括直流电源或交流电源，控制电源K的第三引脚K3连接主控器U的第一引脚U1，控制电源K用于给主控器U提供稳定的工作电压。联动控制模块包括四个接插件(第一接插件J1、第二接插件J2、第三接插件J3、第四接插件J4)，每个接插件通过两个引脚连接主控器U，例如，第一接插件J1的第一引脚连接主控器U的第二引脚，第一接插件J1的第一引脚用于输出第一步进电机的步进信号CLK1至主控器U，第一接插件J1的第二引脚连接主控器U的第三引脚，第一接插件J1的第二引脚用于输出第一步进电机的运动方向信号DR1至主控器U。

进一步地，第二接插件J2用于输出第二步进电机2的步进信号CLK2与运动方向信号DIR2至主控器U；第三接插件J3用于输出第三步进电机的步进信号CLK3与运动方向信号DIR3至主控器U；第四接插件J4用于输出第四步进电机的步进信号CLK4与运动方向信号DIR4至主控器U。

进一步地，通过联动控制模块对四个步进电机的步进信号和运动方向信号进行采集并传输至主控器U，主控器U通过运算并输出PWM逻辑信号对四个步进电机进行联动控制。

需要说明的是，为了方便描述，图1中的CLK1～CLK4分别指第一步进电机至第四步进电机的步进信号，类似地，DIR1～DIR4分别指第一步进电机至第四步进电机的运动方向信号，J1～J3分别指第一接插件至第四接插件。

在一种较优的实施例中，如图1所示，联动控制模块包括四个信号采集电路，四个信号采集电路并联连接；

每个信号采集电路包括：

一第一MOS管G1，第一MOS管G1的漏极与一接插件的输入端连接，第一MOS管的源极与接地端连接；

一与门Y，与门的输出端连接第一MOS管的栅极，与门包括两个输入端；

与门的第一输入端1分别连接一限位传感器的第一输出端F1与一转速传感器的第一输出端DIR；

与门的第二输入端2分别连接限位传感器的第二输出端B1与转速传感器的第二输出端DIR；

一非门N，非门设置于转速传感器的第一输出端DIR1和与门的第一输入端之间；

接插件的输出端连接主控器U的输入端；

一第一二极管D1，第一二极管的正极连接第一MOS管的栅极，第一二极管的负极连接第二MOS管G2的栅极；

一第二二极管D2，连接于限位传感器的第一输出端与与门的第一输入端之间；

一第三二极管D3，连接于转速传感器的第一输出端与与门的第一输入端之间；

一第四二极管D4，连接于限位传感器的第二输出端与与门的第二输入端之间；

一第五二极管D5，连接于转速传感器的第二输出端与与门的第二输入端之间；

一第四电阻R4，连接于第一MOS管的栅极和与门的输出端之间；

一第五电阻R5，连接于第一MOS管的栅极与接地端之间。

在一种较优的实施例中，如图1所示，联动控制模块还包括：

一第二MOS管，第二MOS管的栅极分别连接四个第一MOS管的栅极，第二MOS管的的漏极连接控制电源的输出端，第二MOS管的源极连接接地端；

一第一电阻R1，连接于第一MOS管的栅极与第二MOS管的栅极之间；

一第二电阻R2，连接于第二MOS管的栅极与接地端之间；

一第三电阻R3，连接于第二MOS管的漏极与一第一电容C1之间。

本实用新型技术方案的有益效果在于：提供一种用于四个步进电机联动的控制电路，可通过电脑软件同时控制四个电机的正反运转的速度，以及控制软件或硬件的限位设置。

以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种用于四个步进电机联动的控制电路，其特征在于，包括：

一控制电源，所述控制电源的输入端连接一外接电源；

一主控器，所述主控器的电源端与所述控制电源的输出端连接；

四个驱动器，四个所述驱动器的输入端分别连接所述主控器的输出端，每个所述驱动器的输出端连接一步进电机的输入端；

一联动控制模块，所述联动控制模块的输出端与所述主控器的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的用于四个步进电机联动的控制电路，其特征在于，所述联动控制模块包括四个信号采集电路，四个所述信号采集电路并联连接。

3.根据权利要求2所述的用于四个步进电机联动的控制电路，其特征在于，每个所述信号采集电路包括：

一第一MOS管，所述第一MOS管的漏极与一接插件的输入端连接，所述第一MOS管的源极与接地端连接；

一与门，所述与门的输出端连接所述第一MOS管的栅极，所述与门包括两个输入端；

所述与门的第一输入端分别连接一限位传感器的第一输出端与一转速传感器的第一输出端；

所述与门的第二输入端分别连接所述限位传感器的第二输出端与所述转速传感器的第二输出端；

一非门，所述非门设置于所述转速传感器的第一输出端与所述与门的第一输入端之间；

所述接插件的输出端连接所述主控器的输入端。

4.根据权利要求3所述的用于四个步进电机联动的控制电路，其特征在于，所述联动控制模块还包括：

一第二MOS管，所述第二MOS管的栅极分别连接四个所述第一MOS管的栅极，所述第二MOS管的漏极连接所述控制电源的输出端，所述第二MOS管的源极连接接地端；

一第一电阻，连接于所述第一MOS管的栅极与所述第二MOS管的栅极之间；

一第二电阻，连接于所述第二MOS管的栅极与所述接地端之间；

一第三电阻，连接于所述第二MOS管的漏极与一第一电容之间。

5.根据权利要求3所述的用于四个步进电机联动的控制电路，其特征在于，所述限位传感器与所述转速传感器设置于所述步进电机上。

6.根据权利要求4所述的用于四个步进电机联动的控制电路，其特征在于，每个所述信号采集电路还包括：

一第一二极管，所述第一二极管的正极连接所述第一MOS管的栅极，所述第一二极管的负极连接所述第二MOS管的栅极；

一第二二极管，连接于所述限位传感器的第一输出端与所述与门的第一输入端之间；

一第三二极管，连接于所述转速传感器的第一输出端与所述与门的第一输入端之间；

一第四二极管，连接于所述限位传感器的第二输出端与所述与门的第二输入端之间；

一第五二极管，连接于所述转速传感器的第二输出端与所述与门的第二输入端之间；

一第四电阻，连接于所述第一MOS管的栅极与所述与门的输出端之间；

一第五电阻，连接于所述第一MOS管的栅极与所述接地端之间。

7.根据权利要求1所述的用于四个步进电机联动的控制电路，其特征在于，所述主控器的输出端通过四个环形分配器分别连接四个步进电机的驱动器。