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一种柔性材料切割机器人智能数字控制器

阅读:1029发布:2021-02-18

专利汇可以提供一种柔性材料切割机器人智能数字控制器专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种柔性材料切割 机器人 智能数字 控制器 ,该控制器为网络型的多核协同工作的智能数字控制器,包括:ARM芯片、伺服 驱动器 总线通信模 块 和CPLD模块;所述ARM芯片,内置有Cortex-M0和Cortex-M4两个处理器核,并外接闪存、SD卡、SRAM及以太网物理层收发器_2;伺服驱动器总线通信模块,包括以太网物理层收发器_1和RTEX总线通信协议转换芯片,所述RTEX总线通信协议转换芯片通过 地址总线 和 数据总线 与所述ARM芯片连接;CPLD模块;用于输入/输出端口扩展,并通过地址总线和数据总线与所述ARM芯片连接。(ESM)同样的 发明 创造已同日 申请 发明 专利,下面是一种柔性材料切割机器人智能数字控制器专利的具体信息内容。

1.一种柔性材料切割机器人智能数字控制器,其特征在于,所述控制器为网络型的多核协同工作的智能数字控制器,包括:ARM芯片、伺服驱动器总线通信模和CPLD模块;所述ARM芯片,内置有Cortex-M0和Cortex-M4两个处理器核,并外接闪存、SD卡、SRAM及以太网物理层收发器_2;
伺服驱动器总线通信模块,包括以太网物理层收发器_1和RTEX总线通信协议转换芯片,所述RTEX总线通信协议转换芯片通过地址总线数据总线与所述ARM芯片连接;
CPLD模块,用于输入/输出端口扩展,并通过地址总线和数据总线与所述ARM芯片连接。
2.如权利要求1所述的柔性材料切割机器人智能数字控制器,其特征在于,所述ARM芯片采用LPC4357;
所述Cortex-M0为主控制核,Cortex-M4用于插补运动控制
所述SRAM包括有两片。
3.如权利要求2所述的柔性材料切割机器人智能数字控制器,其特征在于,所述Cortex-M0和Cortex-M4之间通过共享内存方式实现数据交换,并采用核间中断的方式进行协同工作;所述核间中断由中断控制器控制。
4.如权利要求1所述的柔性材料切割机器人智能数字控制器,其特征在于,所述ARM芯片还通过以太网物理层收发器_2与外部以太网连接。
5.如权利要求1所述的柔性材料切割机器人智能数字控制器,其特征在于,所述伺服驱动器总线通信模块还包括脉冲电压转换器、数据接收端口和数据发送端口;
所述脉冲电压转换器与所述以太网物理层收发器_1互连,并与以太网物理层收发器_1实现电平转换;
所述数据接收端口和数据发送端口分别与所述脉冲电压转换器连接。
6.如权利要求5所述的柔性材料切割机器人智能数字控制器,其特征在于,所述以太网物理层收发器_1采用DP83848VVVBI芯片;
所述脉冲电压转换器采用TLA-6T118LF系转换器。

说明书全文

一种柔性材料切割机器人智能数字控制器

技术领域

[0001] 本实用新型涉及智能数字控制器技术领域,尤其涉及一种网络型的多核协同工作的柔性材料切割机器人智能数字控制器。

背景技术

[0002] 传统的运动控制器一般采用脉冲控制方式,通过连接到各驱动器的脉冲串接口来实现多轴控制和协调,线路接线节点多,潜在发生故障的概率高,造成设备故障率高维护成本居高不下。此外,针对不同驱动器、模拟量、IO接口板,又有不同的接口类型,从而导致了控制系统兼容性和稳定性差。目前市场上的运动控制器控制的轴数多为4~8轴,如需增加控制轴数,只能通过增加扩展卡来实现轴数增加,硬件软件修改的工作量大。发明内容
[0003] 为解决上述技术问题,本实用新型的目的是提供一种网络型的多核协同工作的柔性材料切割机器人智能数字控制器。
[0004] 本实用新型的目的通过以下的技术方案来实现:
[0005] 一种柔性材料切割机器人智能数字控制器,该控制器为网络型的多核协同工作的智能数字控制器,包括:ARM芯片、伺服驱动器总线通信模和CPLD模块;所述[0006] ARM芯片,内置有Cortex-M0和Cortex-M4两个处理器核,并外接闪存、SD卡、SRAM及以太网物理层收发器_2;
[0007] 伺服驱动器总线通信模块,包括以太网物理层收发器_1和RTEX总线通信协议转换芯片,所述RTEX总线通信协议转换芯片通过地址总线数据总线与所述ARM芯片连接;
[0008] CPLD模块;用于输入/输出端口扩展,并通过地址总线和数据总线与所述ARM芯片连接。
[0009] 与现有技术相比,本实用新型的一个或多个实施例可以具有如下优点:
[0010] 控制器通过网线与各伺服驱动器连接,各驱动器之间通过网线串接,连接线少、干扰、数据通讯速度快,出现数据丢失概率极小,比脉冲控制方式更容易实现伺服系统的高速、高精度、协同控制。附图说明
[0011] 图1是柔性材料切割机器人智能数字控制器原理结构示意图;
[0012] 图2是控制器核间中断实现原理结构示意图。

具体实施方式

[0013] 为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合实施例及附图对本实用新型实施方式作进一步详细的描述。
[0014] 如图1所示,为切割机器人用智能数字控制器结构,该控制器为网络型的多核协同工作的智能数字控制器,包括:ARM芯片、伺服驱动器总线通信模块和CPLD模块;所述[0015] ARM芯片,内置有Cortex-M0和Cortex-M4两个处理器核,并外接闪存、SD卡、SRAM及以太网物理层收发器_2;
[0016] 伺服驱动器总线通信模块,包括以太网物理层收发器_1和RTEX总线通信协议转换芯片,所述RTEX总线通信协议转换芯片通过地址总线和数据总线与所述ARM芯片连接;
[0017] CPLD模块;用于输入/输出端口扩展,并通过地址总线和数据总线与所述ARM芯片连接。
[0018] 上述ARM芯片外接SD卡,其SD卡用于存放加工图形的文件。上述ARM芯片通过11根地址线、32根数据线和RTEX总线通信协议转换芯片连接;ARM芯片通过16根地址线和16根数据线和CPLD连接。
[0019] 上述ARM芯片采用LPC4357;所述Cortex-M0为主控制核,Cortex-M4用于插补运动控制;所述SRAM包括有两片即SRAM_1和SRAM_2。
[0020] 所述Cortex-M0和Cortex-M4之间通过共享内存方式实现数据交换,并采用核间中断的方式进行协同工作;所述核间中断由中断控制器控制。
[0021] 所述ARM芯片还通过以太网物理层收发器_2与外部以太网连接。
[0022] 所述伺服驱动器总线通信模块还包括脉冲电压转换器、数据接收端口和数据发送端口;所述脉冲电压转换器与所述以太网物理层收发器_1互连,并与以太网物理层收发器_1实现电平转换;所述数据接收端口和数据发送端口分别与所述脉冲电压转换器连接。
[0023] 所述以太网物理层收发器_1采用DP83848VVVBI芯片;
[0024] 所述脉冲电压转换器采用TLA-6T118LF系转换器。
[0025] 在实际加工时,由操作人员将预加工图形的文件拷贝到SD中,Cortex-M0根据操作人员输入的图形编号将SD卡中对应的图形读取到SRAM_1中,Cortex-M0向中断控制器发出图形数据准备就绪中断请求,中断请求被响应后由Cortex-M4读入图形数据并对图形进行插补计算,其计算结果通过数据总线发送到伺服驱动器总线通信模块,伺服驱动器总线通信模块通过数据发送端口将插补计算结果传送到对应地址编号的伺服驱动器的数据输入端,在插补运动控制过程中,Cortex-M0通过CPLD模块读取机床的原点、终点及限位信号,并将读取的信号的值存放在SRAM_1指定的共享空间,一旦这些信号值为真时Cortex-M0会发出相应中断请求,中断被响应后Cortex-M4根据信号值暂停插补运动,直到信号状态值恢复原值才继续插补运动。
[0026] Cortex-M4和Cortex-M0之间数据交换的流程按照向中断控制器发出中断请求、在SRAM_1中存放要交换的数据、中断请求响应、读取SRAM_1中存放要交换的数据、释放中断使用权限(如图2所示)。
[0027] 虽然本实用新型所揭露的实施方式如上,但所述的内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式,并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域内的技术人员,在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下,可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化,但本实用新型的专利保护范围,仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
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