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基于光纤通讯的多轴运动控制卡的制作方法
专利名称：基于光纤通讯的多轴运动控制卡的制作方法
技术领域：
本发明涉及数控技术领域，具体涉及一种基于光纤通讯的多轴运动控制卡。
背景技术：
在数控技术领域中，运动控制卡是数字化制造的核心部驱动器，第二电压输出端通过电压/电流转换电路连接电主轴驱动器；所述正反转信号输出电路包括第四光电耦合器和正反转开关电路，第四光电耦合器的一端，第四光电耦合器的另一端电连接正反转开关电路的一端，正反转开关电路的另一端电连接X、Y和Z轴驱动器。进一步地，所述光电耦合器选用多通道双向数字光电耦合器。进一步地，所述可编程计数/定时器选用82M芯片。进一步地，所述标准信号发生器选用石英多谐晶体振荡器。进一步地，所述A/D转换电路选用线性光电耦合器。本发明的优点是运动控制卡采用光纤作为物理传输媒介，以光收发器作为短距离的电信号和长距离的光信号相互转换的器件，并优选采用线性光耦，具有极强的抗干扰能力。采用单片机和可编程计数/定时器，具有外围器件少、硬件结构简单、柔性度高等特点。在总线设计上采用了串行总线方式，具有连接引脚数量少、连接简单、成本低和系统可靠性高的特点，同时不需要写驱动程序。
图1是本发明控制卡整体结构图。
具体实施例方式如图1所示，一种基于光纤通讯的多轴运动控制卡，包括控制单元、信号输入单元和信号输出单元，其特征在于，所述控制单元包括光收发器、上位机PC和单片机CPU，一光收发器的一端与单片机CPU通过串行总线相连接，另一端与上位机PC通过光纤相连接；所述信号输入单元包括A/D转换电路和第一光电耦合器，A/D转换电路电连接第一光电耦合器，第一光电耦合器电连接所述单片机CPU ；所述信号输出单元包括三个脉冲信号输出电路、一个电压/电流信号输出电路和一个正反转信号输出电路；所述脉冲信号输出电路包括第二光电耦合器和可编程计数/定时器，第二光电耦合器的一端电连接所述单片机CPU，第二光电耦合器的另一端电连接可编程计数/定时器的输入端，可编程计数/定时器的输出端电连接X或Y或Z轴驱动器，可编程计数/定时器的信号端电连接标准信号发生器；所述电压/电流信号输出电路包括第三光电耦合器和D/A转换电路，第三光电耦合器的一端电连接所述单片机CPU，第三光电耦合器的另一端电连接D/A转换电路的输入端，D/A转换电路的第一电压输出端连接电主轴驱动器，第二电压输出端通过电压/电流转换电路连接电主轴驱动器；所述正反转信号输出电路包括第四光电耦合器和正反转开关电路，第四光电耦合器的一端，第四光电耦合器的另一端电连接正反转开关电路的一端，正反转开关电路的另一端电连接X、Y和Z轴驱动器。本发明工作过程上位机通过通用以太网卡，塑料光纤，以太网光收发器与控制卡 CPU通讯，启动/停止控制卡，下传给定控制信号，获得控制卡运行状态参数。上位机与运动控制卡的通讯线采用塑料光纤，完全屏蔽了上位机与运
动控制卡通讯过程中工业现场复杂的电磁干扰，特别是电机启动/停止的强电磁干扰，大大提高了运动控制卡的运行可靠行。
控制卡CPU通过光耦隔离与电源监控电路通过相连，获得电源运行状态，在电源异常时启动电源保护程序；在信号输入单元，外部的信号采集模块采集外部信号量，采集到的信号经过A/D转换电路和多通道双向数字光电耦合器隔离后输入控制卡CPU数据总线； 石英晶体多