本技術(shù)涉及電機(jī)控制相關(guān)領(lǐng)域，具體涉及基于tmc429的三軸運(yùn)動控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、目前國內(nèi)運(yùn)動控制系統(tǒng)通常外采用嵌入式芯片(stm32/fpga/dsp/arduino)構(gòu)建系統(tǒng)(一般l?inux)配合伺服電機(jī)/步進(jìn)電機(jī)。這種方式開發(fā)成本高，周期長。

2、另外當(dāng)今市場的運(yùn)動控制系統(tǒng)在硬件設(shè)計時控制器電路部分高度集中，采用一顆高性能mcu(stm32/dsp/fpga)同時完成運(yùn)動控制算法(eg使被控對象沿著圓圈運(yùn)動)與步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動控制算法(eg使電機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行，小波動與小噪聲)，這樣的硬件設(shè)計方式不利于后續(xù)軟件程序的開發(fā)燒錄。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為至少解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷之一，本實用新型的目的在于提供基于tmc429的三軸運(yùn)動控制系統(tǒng)。

2、本實用新型解決其問題所采用的技術(shù)方案是：基于tmc429的三軸運(yùn)動控制系統(tǒng)，包括：

3、控制器，包括mcu與tmc429芯片，所述mcu的輸出端與所述tmc429芯片的輸入端通過spi接口連接；

4、三個電機(jī)驅(qū)動器，輸入端與所述tmc429芯片的輸出端連接；

5、三個步進(jìn)電機(jī)，每個步進(jìn)電機(jī)關(guān)聯(lián)一個電機(jī)驅(qū)動器，相關(guān)聯(lián)的步進(jìn)電機(jī)的ab相線與所述步進(jìn)電機(jī)的輸出端連接；

6、環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊，包括溫度傳感器以及增量式編碼器，用于采集所述步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行時的溫度信息以及角位移信息；

7、電源模塊，分別與所述mcu以及電機(jī)驅(qū)動器電連接，用于為所述mcu以及電機(jī)驅(qū)動器提供穩(wěn)定的電源。

8、進(jìn)一步，所述系統(tǒng)還包括，

9、光耦隔離模塊，設(shè)置于所述tmc429芯片的輸出端與所述電機(jī)驅(qū)動器的輸入端之間，用于通過施密特觸發(fā)器74hc14d直接驅(qū)動高速光耦6n137，隔離所述tmc429芯片的控制信號，以增強(qiáng)抗干擾能力。

10、進(jìn)一步，具體的，所述mcu基于stc15w56s4主控芯片及其外圍電路構(gòu)建。

11、進(jìn)一步，所述系統(tǒng)還包括，

12、告警模塊，具體為led指示燈，用于在所述溫度信息達(dá)到設(shè)定值時進(jìn)行閃爍告警。

13、進(jìn)一步，具體的，所述電源模塊用于為所述mcu提供5v恒壓，為所述電機(jī)驅(qū)動器提供24v恒壓。

14、進(jìn)一步，具體的，所述電機(jī)驅(qū)動器的型號為tb6600。

15、進(jìn)一步，具體的，所述電機(jī)驅(qū)動器基于tmc26x系列步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動芯片構(gòu)建。

16、進(jìn)一步，所述mcu還預(yù)留有網(wǎng)口，所述網(wǎng)口用于與上位機(jī)進(jìn)行通信。

17、進(jìn)一步，所述mcu還設(shè)置有rs485串口，所述rs485串口用于與pc機(jī)進(jìn)行通信。

18、進(jìn)一步，具體的，所述電源模塊通過開關(guān)電源將市電轉(zhuǎn)為24v恒壓為所述電機(jī)驅(qū)動器供電，再通過金升陽的型號為urb2405ymd-6wr3變壓器將24v恒壓轉(zhuǎn)換為5v恒壓為所述mcu供電。

19、本實用新型的有益效果：本實用新型通過三個步進(jìn)電機(jī)來控制三軸運(yùn)動，并通過mcu配合tmc429共同構(gòu)成控制器以對步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動器進(jìn)行控制，tmc429提供了所有與數(shù)字運(yùn)動控制有關(guān)的功能，包括定位控制、速度控制及微步控制等步進(jìn)電機(jī)常用的控制功能，這些功能如果讓mcu來完成則需占用大量的系統(tǒng)資源，所以tmc429的使用可將其解放出來，以把資源用在接口的擴(kuò)展和對步進(jìn)電機(jī)的更高層次的控制上，為基于tmc429的三軸運(yùn)動控制系統(tǒng)提供完備的硬件支持。

技術(shù)特征：

1.基于tmc429的三軸運(yùn)動控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于tmc429的三軸運(yùn)動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于tmc429的三軸運(yùn)動控制系統(tǒng)，其特征在于，具體的，所述mcu基于stc15w56s4主控芯片及其外圍電路構(gòu)建。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于tmc429的三軸運(yùn)動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括，

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于tmc429的三軸運(yùn)動控制系統(tǒng)，其特征在于，具體的，所述電源模塊用于為所述mcu提供5v恒壓，為所述電機(jī)驅(qū)動器提供24v恒壓。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于tmc429的三軸運(yùn)動控制系統(tǒng)，其特征在于，具體的，所述電機(jī)驅(qū)動器的型號為tb6600。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所示的基于tmc429的三軸運(yùn)動控制系統(tǒng)，其特征在于，具體的，所述電機(jī)驅(qū)動器基于tmc26x系列步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動芯片構(gòu)建。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于tmc429的三軸運(yùn)動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述mcu還預(yù)留有網(wǎng)口，所述網(wǎng)口用于與上位機(jī)進(jìn)行通信。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于tmc429的三軸運(yùn)動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述mcu還設(shè)置有rs485串口，所述rs485串口用于與pc機(jī)進(jìn)行通信。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所示的基于tmc429的三軸運(yùn)動控制系統(tǒng)，其特征在于，具體的，所述電源模塊通過開關(guān)電源將市電轉(zhuǎn)為24v恒壓為所述電機(jī)驅(qū)動器供電，再通過金升陽的型號為urb2405ymd-6wr3變壓器將24v恒壓轉(zhuǎn)換為5v恒壓為所述mcu供電。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及基于TMC429的三軸運(yùn)動控制系統(tǒng)，包括：控制器，包括MCU與TMC429芯片，所述MCU的輸出端與所述TMC429芯片的輸入端通過SPI接口連接；三個電機(jī)驅(qū)動器，輸入端與所述TMC429芯片的輸出端連接；三個步進(jìn)電機(jī)，每個步進(jìn)電機(jī)關(guān)聯(lián)一個電機(jī)驅(qū)動器，相關(guān)聯(lián)的步進(jìn)電機(jī)的AB相線與所述步進(jìn)電機(jī)的輸出端連接；環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊，包括溫度傳感器以及增量式編碼器，用于采集所述步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行時的溫度信息以及角位移信息；電源模塊，分別與所述MCU以及電機(jī)驅(qū)動器電連接，用于為所述MCU以及電機(jī)驅(qū)動器提供穩(wěn)定的電源。通過三個步進(jìn)電機(jī)來控制三軸運(yùn)動，并通過MCU配合TMC429共同構(gòu)成控制器以對步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動器進(jìn)行控制，能夠為基于TMC429的三軸運(yùn)動控制系統(tǒng)提供完備的硬件支持。

技術(shù)研發(fā)人員：朱佳順,梁雨鳳,陳青霞,賀錢琛,關(guān)磊,曾慶懋,張云波,鐘鑫銘
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江西制造職業(yè)技術(shù)學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：20231127
技術(shù)公布日：2024/10/21