[发明专利]基于现场总线和高速差分串行通信的多叶光栅控制系统

权利要求书

1.一种基于现场总线和高速差分串行通信的多叶光栅控制系统，其特征在于，包括通用计算机、基于现场总线的运动控制器以及多个多轴电机控制单元；各所述多轴电机控制单元均包括数个驱动电机构成的电机阵列，以及均基于高速差分串行通信的多通道信号采集器和多轴伺服驱动器；其中，所述基于现场总线的运动控制器的网口与通用计算机的网口连接，该基于现场总线的运动控制器的通信端口通过现场总线分别与各多个多轴电机控制单元内多轴伺服驱动器的通信端口同步连接；各所述多轴电机控制单元内，各驱动电机的动力线均与所述多轴伺服驱动器的动力线接口相连，各驱动电机的信号线均与所述多通道信号采集器的信号线接口相连，所述多通道信号采集器与多轴伺服驱动器通过高速差分串行通信接口连接。

2.如权利要求1所述的基于现场总线和高速差分串行通信的多叶光栅控制系统，其特征在于，所述多通道信号采集器包括发送模块和数个模数转换模块，所述多轴伺服驱动器包括接收模块和多轴伺服驱动器控制芯片，所述发送模块和接收模块均设有高速差分串行通信接口；其中，各模数转换模块的输入端与相应的一个驱动电机连接，各模数转换模块的输出端与发送模块的双向同步串行接口并行连接；发送模块和接收模块通过所述高速差分串行通信接口连接；接收模块分别通过数据总线和地址总线与多轴伺服驱动器控制芯片，该多轴伺服驱动器控制芯片通过现场总线与所述基于现场总线的运动控制器连接。

3.如权利要求1所述的一种基于现场总线和高速差分串行通信的多叶光栅控制系统，其特征在于，所述通用计算机用于将所有驱动电机的位置和速度指令一次性发送给基于现场总线的运动控制器，该运动控制器再实时地向每个多轴伺服驱动器同步发送驱动电机的位置和速度指令。

4.如权利要求1所述的基于现场总线和高速差分串行通信的多叶光栅控制系统，其特征在于，所述多通道信号采集器就近安装在电机阵列附近，用于并行采集相应驱动电机的位置信号，再进行串行传输。

5.如权利要求1所述的基于现场总线和高速差分串行通信的多叶光栅控制系统，其特征在于，所述多通道信号采集器采用高速差分串行通信，用于在电流环控制周期内完成多轴驱动电机的实时位置采集与传输，并用于多轴伺服驱动器对驱动电机位置的闭环控制。

6.如权利要求1所述的基于现场总线和高速差分串行通信的多叶光栅控制系统，其特征在于，所述现场总线同时采用MechatrolinkII总线、EtherCAT总线、Profinet IRT总线或MechatrolinkIII总线中的任一种。

7.如权利要求1所述的基于现场总线和高速差分串行通信的多叶光栅控制系统，其特征在于，所述高速差分串行通信接口同时采用LVDS接口、CML接口或PECL接口中的任一种。

8.如权利要求1～5中任意一项所述的基于现场总线和高速差分串行通信的多叶光栅控制系统，其特征在于，所述驱动电机同时采用直线电机或旋转电机。