一種模塊化可分布式運動控制系統技術方案

本發明專利技術提供了一種模塊化可分布式運動控制系統，包括MCU模塊、輸入輸出模塊以及至少一個相機控制裝置；所述MCU模塊分別連接至所述輸入輸出模塊以及每個相機控制裝置；可通過模塊化連接方式組合使用，可實現一套控制系統結合多臺相機、多臺檢測機使用；具有信號穩定，集成度高，可遠距離分布的優點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種模塊化可分布式運動控制系統。
技術介紹
隨著工業的高速發展，人們對于產品生產速度以及生產質量的要求也越來越高，對運動中產品進行圖像采集以完成質檢的過程中，要實現產品跟采集圖像的同步是一個重要部分。目前圖像質檢同步控制器大多采用一體式，其整個控制系統體積大，擴展不方便，且應用環境單一；而且不能滿足日益復雜精密的產線化、流水線多臺設備控制的生產要求。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題，在于提供一種模塊化可分布式運動控制系統，可通過模塊化連接方式組合使用，可實現一套控制系統結合多臺相機、多臺檢測機使用；具有信號穩定，集成度高，可遠距離分布的優點。本專利技術是這樣實現的：一種模塊化可分布式運動控制系統，包括MCU模塊，還包括輸入輸出模塊以及至少一個相機控制裝置；所述MCU模塊分別連接至所述輸入輸出模塊以及每個相機控制裝置。進一步地，每個所述相機控制裝置包括多路信號分流模塊以及信號隔離模塊；所述MCU模塊通過所述多路信號分流模塊連接至所述信號隔離模塊。進一步地，所述多路信號分流模塊包括邏輯器件、電阻R5、電阻R6、電阻R7、三極管Q1，所述MCU模塊分別連接至所述邏輯器件以及電阻R5的一端；所述電阻R5分別連接所述電阻R6的一端以及三極管Q1的基極，所述三極管Q1的集電極連接至電源，所述三極管Q1的發射極分別連接所述邏輯器件以及電阻R7的一端，所述邏輯器件連接至所述信號隔離模塊，所述電阻R6的另一端以及電阻R7的另一端均接地。進一步地，所述邏輯器件型號為74HC4066。進一步地，每個所述相機控制裝置包括至少一個相機控制模塊以及至少一個信號隔離模塊，所述相機控制模塊個數等于所述信號隔離模塊個數；所述每個相機控制模塊并聯至所述MCU模塊，所述相機控制模塊與所述信號隔離模塊一一對應連接，每個所述相機控制模塊包括電阻R1、電阻R2、電阻R3以及電阻R4，所述MCU模塊通過所述電阻R1、電阻R2、電阻R3或電阻R4連接至所述信號隔離模塊。本專利技術的優點在于：本專利技術一種模塊化可分布式運動控制系統，能夠準確實時控制圖像采集裝置進行產品圖像捕獲，確保每件產品質量，提高了生產效率，降低了生產過程中的損耗；并且本專利技術系統支持多臺相機長距離檢測，有效的避免了工廠產線因操作空間不足導致的安裝問題。附圖說明下面參照附圖結合實施例對本專利技術作進一步的說明。圖1是本專利技術一種模塊化可分布式運動控制系統的具體實施方式示意圖一。圖2是本專利技術一種模塊化可分布式運動控制系統的具體實施方式示意圖二。圖3是本專利技術一種模塊化可分布式運動控制系統的原理圖。具體實施方式請參閱圖1和圖2所示，本專利技術模塊化可分布式運動控制系統，包括MCU模塊，還包括輸入輸出模塊以及至少一個相機控制裝置；所述MCU模塊分別連接至所述輸入輸出模塊以及每個相機控制裝置。每個所述相機控制裝置包括多路信號分流模塊以及信號隔離模塊；所述MCU模塊通過所述多路信號分流模塊連接至所述信號隔離模塊，所述多路信號分流模塊包括邏輯器件、電阻R5、電阻R6、電阻R7、三極管Q1，所述MCU模塊分別連接至所述邏輯器件以及電阻R5的一端；所述電阻R5
分別連接所述電阻R6的一端以及三極管Q1的基極，所述三極管Q1的集電極連接至電源，所述三極管Q1的發射極分別連接所述邏輯器件以及電阻R7的一端，所述邏輯器件連接至所述信號隔離模塊，所述電阻R6的另一端以及電阻R7的另一端均接地，所述邏輯器件型號為74HC4066。每個所述相機控制裝置包括至少一個相機控制模塊以及至少一個信號隔離模塊，所述相機控制模塊個數等于所述信號隔離模塊個數；所述每個相機控制模塊并聯至所述MCU模塊，所述相機控制模塊與所述信號隔離模塊一一對應連接，每個所述相機控制模塊包括電阻R1、電阻R2、電阻R3以及電阻R4，所述MCU模塊通過所述電阻R1、電阻R2、電阻R3或電阻R4連接至所述信號隔離模塊。本專利技術具體實施方式如下：如圖1至3所示，本設計主要包括主模塊、輸入輸出模塊及可多個級聯的相機控制模塊。其中主模塊為基礎模塊，包括電源模塊、可編程MCU、模擬數字信號模塊和通信總線接口。電源模塊用于本系統所有模塊的供電以及一些外部關聯設備供電；可編程MCU用于輸入信號的檢測處理、視覺系統中被檢物體的當前狀態、與外部設備通訊以及對外部設備控制信號的輸出；模擬數字信號端可接收外部環境模擬信號及數字信號，為視覺檢測系統提供外部設備狀態及環境信息，其中預留的多個信號接口，可以接入編碼器、傳感器、光源等常規的視覺檢測配套設備。對于編碼器、光電傳感器、金屬傳感器等脈沖信號器件，其工作電壓與MCU壓差較大，不可在同一電壓下工作，故需要經過光耦或晶體管等組成的電路進行電壓轉換才可接入MCU(此處編碼器在運動控制系統中屬于可選器件。增加編碼器能夠獲取到更多系統運動信息，并且可以提高整個系統控制精度)。對于模擬器件，若工作電壓與MCU在同一范圍，則可直接接入到相應模擬輸入接口；若不在同一范圍，則需要通過外部轉換后才可接入。對于MCU來說，將脈沖信號認為是數字信號，將在特定范圍內連續變化的信號認為是模擬信號。輸入輸出模塊擴展方法采用以下幾種：并行擴展可使用TTL、CMOS電路鎖存器或三態門實現，如：74LS244、74LS273。I/O端口可模擬I2C、
SPI等接口，可實現少數IO端口控制多個器件。I/O擴展使用譯碼器，如74LS138。輸入輸出模塊使用modbus總線通信協議，實現外部設備與運動控制器的信息交互，并根據通信內容進行相關數據處理以及輸入輸出相關控制。相機控制模塊是連接相機和MCU的中間件，其功能實現主要由兩部分組成，軟件程序調控和硬件電路分流控制，可根據實際產線需求進行級聯擴展。軟件程序調控部分主要產生相機圖像采集的觸發信號。而硬件電路分流控制部分通過多路選擇電路來實現多路傳輸通道選擇，以此來實現各相機控制信號的相互隔離和同時使用。硬件分流控制有兩種實現方式：第一種方式，通過圖1中74HC4066邏輯器件實現。MCU輸出信號CTL1，74HC4066根據CTL1信號實現內部開關電路的切換，如：當CTL1信號為高電平時，74HC4066 13引腳輸入為高電平，此時內部開關1打開，74HC4066第1引腳和第2引腳導通，即MCU輸出的信號CH1_IN會從引腳2以CH1_OUT信號輸出。同理，對于多路信號輸出控制，只需要按第一路電路連接方式即可實現。第二種方式，通過圖2中PCB板上預留的多路可選電阻進行通路選擇，即對于相同PCB不同編號的電路板，在使用時只焊接與該編號對應的電阻。如圖中所示，若該PCB用于相機控制信號為“輸出信號”，MCU端輸出可用的信號有“信號1-3”，則可通過圖中R1-R4選擇性的焊接，可實現不同相機的信號選擇，MCU模塊發送相機控制信號至相機控制模塊，每個相機控制模塊預留兩個輸出信號相同的相機控制信號接口，以實現多個相機控制模塊的并聯。即MCU模塊連接至相機控制模塊1，相機控制模塊2連接至相機控制模塊1中預留出的另一個接口上，以此類推，后級相機模塊均連接至前一個相機控制模塊上。上述分流方式適用于面陣相機以及線陣相機。本專利技術的運動同步實現原理：編碼器與傳感器信號通過模擬數字信號輸入輸出端口將經隔離本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種模塊化可分布式運動控制系統，包括MCU模塊，其特征在于：還包括輸入輸出模塊以及至少一個相機控制裝置；所述MCU模塊分別連接至所述輸入輸出模塊以及每個相機控制裝置。

【技術特征摘要】
1.一種模塊化可分布式運動控制系統，包括MCU模塊，其特征在于：還包括輸入輸出模塊以及至少一個相機控制裝置；所述MCU模塊分別連接至所述輸入輸出模塊以及每個相機控制裝置。2.如權利要求1所述的一種模塊化可分布式運動控制系統，其特征在于：每個所述相機控制裝置包括多路信號分流模塊以及信號隔離模塊；所述MCU模塊通過所述多路信號分流模塊連接至所述信號隔離模塊。3.如權利要求2所述的一種模塊化可分布式運動控制系統，其特征在于：所述多路信號分流模塊包括邏輯器件、電阻R5、電阻R6、電阻R7、三極管Q1，所述MCU模塊分別連接至所述邏輯器件以及電阻R5的一端；所述電阻R5分別連接所述電阻R6的一端以及三極管Q1的基極，所述三極管Q1的集電極連接至電源，所述三極管...

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃旭東，王瑋，李云鋒，林宇，
申請(專利權)人：福州覺感視覺軟件科技有限公司，
類型：發明
國別省市：福建;35