具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1所示，本发明实施例提供了一种基于5G通信的运动控制卡10，主要包括控制功能模块11和第一5G通信模块14，所述控制功能模块11通过所述第一5G通信模块14与至少一个外部驱动器连接。具体的，所述第一5G通信模块14用于接收所述控制功能模块11发送的控制指令并将所述控制指令发送至对应的所述驱动器，以及用于接收所述驱动器反馈的信号并将所述信号发送至所述控制功能模块11。

本实施例的第一5G通信模块14具有高宽带(10Gbps)、低延时(<1ms)的特性，能够满足运动控制卡与驱动器之间的控制通信要求。并且，本实施例中的第一5G通信模块14所使用的5G技术支持每10万-100万连接每平方千米，可以控制不同空间分布的驱动器，能够支持构建驱动器的大规模使用阵列。

本发明实施例提供的基于5G通信的运动控制卡10通过第一5G通信模块14实现控制功能模块11与驱动器之间的5G无线通信连接，一方面无需布线，使得驱动器的部署范围不受距离限制；另一方面可以控制不同空间分布的驱动器，使得部署和调试驱动器方便，极大地减小了使用难度；并且维修更换时，运动控制卡端和驱动器端可以隔离操作，不存在耦合，简单便捷。此外，还可以支持后续运动控制中心云端化。

具体的，所述基于5G通信的运动控制卡10还包括第一协议转换模块13和与所述第一协议转换模块13连接的第一现场总线模块12，所述第一协议转换模块13与所述第一5G通信模块14连接，所述第一现场总线模块12与所述控制功能模块11连接。所述第一协议转换模块13用于进行所述第一5G通信模块14的5G协议和所述第一现场总线模块12的现场总线协议之间的转换。通过所述第一协议转换模块13能够实现所述第一5G通信模块14与所述控制功能模块11之间的兼容性。

本实施例的第一现场总线模块12包括但不限于CANOpen总线、EtherCAT总线，所述第一现场总线模块12用于所述控制功能模块11与各个所述驱动器之间的信息传输，如用于所述控制功能模块11将控制指令中包含的控制信息传输至对应的所述驱动器，以及用于将所述驱动器反馈的信号中包括的反馈信息传输至所述控制功能模块11。

具体的，所述控制功能模块11与外部工控机连接，用于接收所述工控机发送的运动控制信息，根据所述运动控制信息生成所述控制指令并将所述控制指令传输至所述第一现场总线模块12。

本实施例中的控制功能模块11用于运动规划和运动状态控制，当接收到上位机程序发送过来的运动控制任务后，通过运行运动轨迹规划、插补算法计算等功能，生成控制指令，然后将所述控制指令传输至所述第一现场总线模块12。

具体的，所述控制功能模块11通过所述工控机的PCIe接口供电。所述控制功能模块11对内分三路分别向所述第一5G通信模块14、所述第一协议转换模块13和所述第一现场总线模块12供电。

本实施例的运动控制卡使用时，只需将运动控制卡插入工控机PCIe插槽中，完成安装，运动控制卡通过5G无线通信方式连接到驱动器工作。

进一步的，请参阅图2所示，图2是本发明实施例的基于5G通信的运动控制卡的控制方法的流程示意图。需注意的是，若有实质上相同的结果，本发明的方法并不以图2所示的流程顺序为限。如图2所示，该方法包括步骤：

步骤S201：接收工控机发送的运动控制信息并生成控制指令。

在步骤S201中，控制功能模块接收到工控机发送的运动控制信息后，通过运行运动轨迹规划、插补算法计算等功能，生成控制指令。然后将所述控制指令传输至第一现场总线模块，并通过第一协议转换模块对所述控制指令进行数据协议的转换后传输至第一5G通信模块。

步骤S202：通过5G通信网络将所述控制指令发送至对应的驱动器。

步骤S203：通过所述5G通信网络接收所述驱动器反馈的信号。

在步骤S202和步骤S203中，驱动器设置在运动控制卡的外部，不受距离的限制。本实施例的5G通信网络采用无线的方式发送控制指令至对应的驱动器、以及接收驱动器反馈的信号，5G通信网络具有高宽带(10Gbps)、低延时(<1ms)的特性，能够满足运动控制卡与驱动器之间的控制通信要求。

本发明实施例的基于5G通信的运动控制卡的控制方法通过5G无线通信的方式发送控制指令以及接收驱动器反馈的信号，替代传统的有线连接方式，一方面无需布线，使得驱动器的部署范围不受距离限制；另一方面可以控制不同空间分布的驱动器，使得部署和调试驱动器方便，极大地减小了使用难度；并且维修更换时，运动控制卡端和驱动器端可以隔离操作，不存在耦合，简单便捷。此外，还可以支持后续运动控制中心云端化。

进一步的，请参阅图3所示，本发明实施例还提供了一种驱动控制系统100，包括工控机20、与所述工控机20连接的运动控制卡10以及若干个与所述运动控制卡10连接的驱动器30。其中，各个所述驱动器30用于分别连接对应的电机，所述运动控制卡10为上述任一实施例所述的基于5G通信的运动控制卡10。

具体的，请参阅图4所示，所述驱动器30主要包括电机驱动电路板31和第二5G通信模块34，所述第二5G通信模块34与所述第一5G通信模块14连接，所述第二5G通信模块34用于接收所述控制指令并将所述控制指令发送至所述电机驱动电路板31；所述电机驱动电路板31与对应的所述电机连接，用于根据所述控制指令驱动对应的所述电机运动以及用于接收所述电机运动反馈的信号；所述第二5G通信模块34还用于接收所述电机驱动电路板31发送的所述信号并将所述信号发送至所述第一5G通信模块14。

本实施例的第二5G通信模块34也具有高宽带(10Gbps)、低延时(<1ms)的特性，能够满足运动控制卡10与驱动器30之间的控制通信要求。并且，本实施例中的第二5G通信模块34所使用的5G技术支持每10万-100万连接每平方千米，能够支持构建驱动器30的大规模使用阵列。通过第一5G通信模块14和第二5G通信模块34实现运动控制卡10与驱动器30之间的无线通信连接，无需布线，使得驱动器30的部署范围不受距离限制，方便快速部署、调试、应用以及维修和调整。同时，维修更换时，控制器端和驱动器端可以隔离操作，不存在耦合，简单便捷。

可选的，所述电机驱动电路板31根据所述电机反馈的信号闭环控制对应的所述电机运动。

具体的，所述驱动器30还包括第二协议转换模块33和与所述第二协议转换模块33连接的第二现场总线模块32，所述第二协议转换模块33与所述第二5G通信模块34连接，所述第二现场总线模块32与所述电机驱动电路板31连接，所述第二协议转换模块33用于进行所述第二5G通信模块34的5G协议和所述第二现场总线模块32的现场总线协议之间的转换。通过第二协议转换模块33能够实现所述第二5G通信模块34与所述电机驱动电路板31之间的兼容性。

本实施例中的第二现场总线模块32包括但不限于CANOpen总线、EtherCAT总线，用于所述电机驱动电路板31与运动控制卡之间的信息传输，如用于运动控制卡10将控制指令中包含的控制信息传输至对应的电机驱动电路板31，以及用于将所述电机驱动电路板31反馈的信号传输至运动控制卡。

具体的，所述驱动器30还包括与外接供电电源连接的电源模块35，所述电源模块35分别与所述第二5G通信模块34和所述电机驱动电路板31连接，以分别为所述第二5G通信模块34和所述电机驱动电路板31供电。所述电机驱动电路板31直接内部给所述第二现场总线模块32和所述第二协议转换模块33供电。

本实施例中的驱动器30只有电源模块35需要外接供电线缆，与运动控制卡端的通信使用5G无线通信技术，不需要布线，便于部署、安装、维修和调整。

进一步的，请参阅图5所示，所述电机驱动电路板31包括控制处理单元311以及与所述控制处理单元311连接的驱动单元312。其中，所述控制处理单元311与所述第二现场总线模块32连接，所述驱动单元312与对应的所述电机连接，用于根据所述控制指令驱动对应的所述电机运动。

进一步的，所述驱动单元312上集成有用于驱动对应的所述电机运动的驱动电路，所述驱动电路与对应的所述电机连接。

以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。