CN210666449U - 一种简易实用的多轴自动化控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及自动化控制技术领域，尤其是一种简易实用的多轴自动化控制系统，包括AC‑DC电源、主控板、开环驱动器组、闭环电机组和人机界面，主控板包括主控芯片，主控芯片通过导线电性连接设有DC‑CD降压模块、驱动输出端、增量编码输入端、通信电路和人机输入/输出模块，驱动输出端通过导线与开环驱动器组电性连接，开环驱动器组通过导线与闭环电机组电性连接，开环驱动器组包括多个驱动器，闭环电机组包括多个闭环电机，本实用新型结构简单、紧凑，人机界面操作简单，适合众多中小型企业的产线改造与升级，适合推广。
Description
技术领域
本实用新型涉及自动化控制技术领域，尤其涉及一种简易实用的多轴自动化控制系统。
背景技术
生产线作为国家的基础设施，国民经济的动脉，在中国经济发展中发挥着控制主力军的作用。过程自动化控制相对于其它控制方式所具有的大运量、低成本、环保、节能等优势，成为国家优先发展的控制方式。过程自动化控制作为绿色控制方式，得到社会各方的大力支持。随着中国经济的飞速发展和“一带一路”战略的实施，人工控制原有的计划经济组织方式已不能满足国民经济发展的需要，成为制约中国经济发展的瓶颈。目前产品自动化业已成为世界经济发展的支柱产业，单纯的控制方式已远远不能适应国家经济发展的需要，社会各界呼唤流程尽快改革，将单一的控制方式融入到现代电子产品的自动化控制系统中，在产品自动化业发展中发挥经济大动脉的作用，促进现代产品自动化业的快速发展。现有的多轴自动化控制系统运存成本高昂，操作界面复杂，需要专门的技术人员来维护和操作，不适合中小型企业的产线改造与升级，为此我们提出一种简易实用的多轴自动化控制系统来解决以上问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在现有的多轴自动化控制系统运存成本高昂，操作界面复杂，需要专门的技术人员来维护和操作，不适合中小型企业的产线改造与升级的缺点，而提出的一种简易实用的多轴自动化控制系统。
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
设计一种简易实用的多轴自动化控制系统，包括AC-DC电源、主控板、开环驱动器组、闭环电机组和人机界面，所述主控板包括主控芯片，所述主控芯片通过导线电性连接设有DC-CD降压模块、驱动输出端、增量编码输入端、通信电路和人机输入/输出模块，所述驱动输出端通过导线与所述开环驱动器组电性连接，所述开环驱动器组通过导线与闭环电机组电性连接，所述开环驱动器组包括多个驱动器，所述闭环电机组包括多个与所述驱动器一一相对应的闭环电机，所述AC-DC电源通过导线分别为所述DC-CD降压模块及开环驱动器组供电，所述DC-CD降压模块分别通过导线为人机输入/输出模块、增量编码输入端、驱动输出端及主控芯片提供运行电源输出，所述人机输入/输出模块通过导线连接人机界面。
优选的，所述AC-DC电源为大功率450W-24V开关电源。
优选的，所述开环驱动器组由6个开环驱动器组成，所述环驱动器通过导线为所述闭环电机提供控制电源，所述闭环电机组由6个闭环电机组成，所述闭环电机通过增量编码输入端为所述主控芯片反馈增量编码信号，由主控芯片进行闭环电机的电路增量运算和闭环控制处理。
优选的，所述通信电路通过有线或无线连接工业网络。
优选的，所述人机界面包括串口显示屏、按键组和指示灯，所述按键组和指示灯均通过导线与所述串口显示屏电性连接，所述串口显示屏内置操作界面，所述操作界面包括设置界面、定位界面和运行界面，所述按键包括6轴各自的加和减按键、确定按键、取消按键、复位按键，所述指示灯包括电源指示灯和运行指示灯。
优选的，所述主控芯片为型号：GD32F407VE的MCU芯片，所述主控芯片内置有至少6路的用于闭环信号的输入和处理的增量编码输入定时器和至少6路的用于驱动输出的脉冲输出定时器，所述主控芯片内部还集成设有便于接入工业网络的局域网通信模块UART、CAN、Ethernet。
优选的，所述人机界面、主控板、AC-DC电源和开环驱动器组均集成安装在自动化控制机箱内，所述自动化控制机箱为尺寸为：长300mm×宽250mm×高130mm。
本实用新型提出的一种简易实用的多轴自动化控制系统，有益效果在于：本实用新型把电源、控制、驱动、人机界面组成一个控制机箱，不需要额外的工控机和手持机来操作；控制板和人机界面都是自制的，不需要花高价钱购买通用的驱动器，电路简单；增量编码信号由主控芯片处理，因此驱动器只需要使用开环驱动器，可以节省很多设备成本，控制机箱内的结构简单、紧凑，可以节省很多空间，人机界面操作简单，只要安装好机器，普通工人也能使用，而不需要专门的技术人员来维护和操作，适合众多中小型企业的产线改造与升级。
附图说明
图1为本实用新型提出的一种简易实用的多轴自动化控制系统的原理框图；
图2为本实用新型中提出的人机界面的结构框图。
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。
参照图1-2，一种简易实用的多轴自动化控制系统，包括AC-DC电源、主控板、开环驱动器组、闭环电机组和人机界面，主控板包括主控芯片，主控芯片通过导线电性连接设有DC-CD降压模块、驱动输出端、增量编码输入端、通信电路和人机输入/输出模块，通信电路通过有线或无线连接工业网络，使系统方便植入工业产线，主控芯片为型号：GD32F407VE的MCU芯片，主控芯片内置有至少6路的用于闭环信号的输入和处理的增量编码输入定时器和至少6路的用于驱动输出的脉冲输出定时器，主控芯片内部还集成设有便于接入工业网络的局域网通信模块UART、CAN、Ethernet。
驱动输出端通过导线与开环驱动器组电性连接，开环驱动器组通过导线与闭环电机组电性连接，开环驱动器组包括多个驱动器，闭环电机组包括多个与驱动器一一相对应的闭环电机，开环驱动器组由6个开环驱动器组成，开环驱动器通过导线为闭环电机提供控制电源，闭环电机组由6个闭环电机组成，闭环电机通过增量编码输入端为主控芯片反馈增量编码信号，由主控芯片进行闭环电机的电路增量运算和闭环控制处理，主控芯片只需要输出简单的脉冲、方向和使能信号给驱动输出，然后通过驱动输出给开环驱动器组就能控制驱动器。
AC-DC电源为大功率450W-24V开关电源，输出稳定，具有过流保护功能，可靠性高，且成本不高，AC-DC电源通过导线分别为DC-CD降压模块及开环驱动器组供电，DC-CD降压模块分别通过导线为人机输入/输出模块、增量编码输入端、驱动输出端及主控芯片提供运行电源输出，人机输入/输出模块通过导线连接人机界面，人机界面包括串口显示屏、按键组和指示灯，按键组和指示灯均通过导线与串口显示屏电性连接，串口显示屏内置操作界面，操作界面包括设置界面、定位界面和运行界面，按键包括6轴各自的加和减按键、确定按键、取消按键、复位按键，指示灯包括电源指示灯和运行指示灯。
人机界面、主控板、AC-DC电源和开环驱动器组均集成安装在自动化控制机箱内，自动化控制机箱为尺寸为：长300mm×宽250mm×高130mm。
本实用新型把电源、控制、驱动、人机界面组成一个控制机箱，不需要额外的工控机和手持机来操作；控制板和人机界面都是自制的，不需要花高价钱购买通用的驱动器，电路简单；增量编码信号由主控芯片处理，因此驱动器只需要使用开环驱动器，可以节省很多设备成本，控制机箱内的结构简单、紧凑，可以节省很多空间，人机界面操作简单，只要安装好机器，普通工人也能使用，而不需要专门的技术人员来维护和操作，适合众多中小型企业的产线改造与升级。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种简易实用的多轴自动化控制系统，包括AC-DC电源、主控板、开环驱动器组、闭环电机组和人机界面，其特征在于，所述主控板包括主控芯片，所述主控芯片通过导线电性连接设有DC-CD降压模块、驱动输出端、增量编码输入端、通信电路和人机输入/输出模块，所述驱动输出端通过导线与所述开环驱动器组电性连接，所述开环驱动器组通过导线与闭环电机组电性连接，所述开环驱动器组包括多个驱动器，所述闭环电机组包括多个与所述驱动器一一相对应的闭环电机，所述AC-DC电源通过导线分别为所述DC-CD降压模块及开环驱动器组供电，所述DC-CD降压模块分别通过导线为人机输入/输出模块、增量编码输入端、驱动输出端及主控芯片提供运行电源输出，所述人机输入/输出模块通过导线连接人机界面。
2.根据权利要求1所述的一种简易实用的多轴自动化控制系统，其特征在于，所述AC-DC电源为大功率450W-24V开关电源。
3.根据权利要求1所述的一种简易实用的多轴自动化控制系统，其特征在于，所述开环驱动器组由6个开环驱动器组成，所述开环驱动器通过导线为所述闭环电机提供控制电源，所述闭环电机组由6个闭环电机组成，所述闭环电机通过增量编码输入端为所述主控芯片反馈增量编码信号，由主控芯片进行闭环电机的电路增量运算和闭环控制处理。
4.根据权利要求1所述的一种简易实用的多轴自动化控制系统，其特征在于，所述通信电路通过有线或无线连接工业网络。
5.根据权利要求1所述的一种简易实用的多轴自动化控制系统，其特征在于，所述人机界面包括串口显示屏、按键组和指示灯，所述按键组和指示灯均通过导线与所述串口显示屏电性连接，所述串口显示屏内置操作界面，所述操作界面包括设置界面、定位界面和运行界面，所述按键包括6轴各自的加和减按键、确定按键、取消按键、复位按键，所述指示灯包括电源指示灯和运行指示灯。
6.根据权利要求1所述的一种简易实用的多轴自动化控制系统，其特征在于，所述主控芯片为型号：GD32F407VE的MCU芯片，所述主控芯片内置有至少6路的用于闭环信号的输入和处理的增量编码输入定时器和至少6路的用于驱动输出的脉冲输出定时器，所述主控芯片内部还集成设有便于接入工业网络的局域网通信模块UART、CAN、Ethernet。
7.根据权利要求1所述的一种简易实用的多轴自动化控制系统，其特征在于，所述人机界面、主控板、AC-DC电源和开环驱动器组均集成安装在自动化控制机箱内，所述自动化控制机箱为尺寸为：长300mm×宽250mm×高130mm。
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