一種運動控制器與伺服驅動器協同控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于數控機械自動化控制技術領域，具體涉及一種運動控制器與伺服驅動器協同控制系統。
【背景技術】
[0002]運動控制系統包括運動控制器、伺服驅動器和伺服電機三部分，各自的職能為:運動控制器按給定位置和速度指令規劃運動軌跡并把運動指令發送到伺服驅動器；伺服驅動器把運動指令轉換成開關信號，通過控制驅動功率模塊的通斷來控制電機的三相電的通電順序和時間；伺服電機按照三相電的通電節拍完成相應的運動。
[0003]目前運動控制器與伺服驅動器的連接方式有以下三種:脈沖型、總線型和模擬量型。脈沖型的傳輸方式具有的缺點是一旦出現多或少脈沖，伺服系統無法鑒別，依然按照給定的脈沖控制電機運行；總線型的通訊方式存在的缺點是通信協議復雜，對硬件的處理能力和穩定性要求較高。模擬量型的傳輸方式存在“零飄”和抗干擾性差等缺點。現有的產品只是擁有其中一種技術，即只能在上述三種連接方式中選擇一種。
[0004]現有的運動控制器只是開環，伺服驅動器具有位置、速度、轉矩/電流三閉環控制。運動控制器與伺服驅動器之間是相互分離的兩個控制系統。執行機構的位置、速度以及轉矩不能根據應用場合在運動控制器和伺服驅動器之間靈活組合和配置控制模式。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是克服現有技術中的不足之處，提供一種集成運動控制與伺服驅動系統，同時具有脈沖、總線和模擬量連接，可以柔性配置傳輸模式的運動控制器與伺服驅動器協同控制系統。
[0006]本發明的目的是通過以下技術方案來實現的:
[0007]一種運動控制器與伺服驅動器協同控制系統，包括運動控制器與伺服驅動器，其特征在于:
[0008]所述運動控制器、伺服驅動器均包括:
[0009]DSP核心模塊，用于控制算法的計算；
[0010]ΑΙ/Α0模塊，用于運動控制器與伺服驅動器的模擬信號通訊，以及外部模擬信號的輸入和輸出模擬控制信號；
[0011]DI/D0模塊，用于運動控制器與伺服驅動器的數字信號通訊，以及外部數字信號的輸入和輸出數字控制信號；
[0012]總線模塊，用于運動控制器與伺服驅動器的總線連接通訊方式；
[0013]FPGA模塊，用于產生脈沖以及計算編碼器角度；
[0014]其中，在運動控制器、伺服驅動器中，所述ΑΙ/Α0模塊、DI/D0模塊通過FPGA模塊與DSP核心模塊連接，所述運動控制器、伺服驅動器的ΑΙ/Α0模塊、DI/D0模塊以及總線模塊均一一對應相連，所述運動控制器、伺服驅動器均還包括用于配置運動控制器與伺服驅動器的通訊方式以及控制模式的按鍵模塊，所述按鍵模塊與FPGA模塊連接。
[0015]具體的，所述運動控制器與伺服驅動器協同控制系統還包括設置在電機的電機編碼器，所述運動控制器、伺服驅動器均還包括:
[0016]232/485串口模塊，用于與外部串口通訊；
[0017]存儲模塊，用于保存數字和程序；
[0018]電源模塊，用于提供運動控制器和伺服驅動器的電源；
[0019]編碼器接口模塊，與電機編碼器連接，用于接收電機附帶的光電編碼器脈沖信號或者旋轉編碼器輸出信號，在運動控制器、伺服驅動器中，所述232/485串口模塊、存儲模塊、編碼器接口模塊與DSP核心模塊連接，所述電源模塊與DSP核心模塊、FPGA模塊連接。
[0020]具體的，所述運動控制器還包括:
[0021]數顯模塊，用于顯示電機運行狀態以及相關的報警信號；
[0022]網口模塊，與外部設備聯網，分享數據，實施實時監控，
[0023]所述數顯模塊、網口模塊與DSP核心模塊連接。
[0024]具體的，所述伺服驅動器還包括:
[0025]IPM模塊，用于將直流電轉換成三相交流電；
[0026]電容模塊:用于對整流后的電信號進行濾波；
[0027]整流模塊:用于將輸入的三相市電轉換成兩項直流電，
[0028]所述整流模塊的輸入端與外接的交流電連接，輸入端與電容模塊連接，所述電容模塊與IPM模塊連接。
[0029]本發明相比現有技術具有以下優點及有益效果:
[0030]本發明的運動控制器與伺服控制器時具有脈沖、總線和模擬量連接，脈沖通訊通過DI/D0模塊連接；模擬量通訊通過ΑΙ/Α0模塊連接；總線通訊通過總線模塊連接；通訊方式的選擇通過按鍵模塊設定，可以柔性配置傳輸模式，靈活配置運動控制器與伺服驅動器的信號傳輸方式。如要求中低速的單向傳輸指令，則可以選用脈沖傳輸方式；要求快速的單向傳輸指令則可以用模擬量傳輸方式；要求快速而且是雙向的通訊模式，則可以用總線傳輸方式；如果要求高度的穩定性，則可以三種方式同時傳輸，進行冗余校準。
【附圖說明】
[0031]圖1為本發明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0032]下面結合實施例及附圖對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限于此。
[0033]實施例
[0034]一種運動控制器與伺服驅動器協同控制系統，包括運動控制器與伺服驅動器，其中，運動控制器和伺服驅動器都有的模塊:
[0035]dsp核心模塊:負責控制算法的計算；
[0036]ΑΙ/Α0模塊:運動控制器與伺服驅動器的模擬信號通訊，以及外部模擬信號的輸入和輸出模擬控制信號；
[0037]DI/D0模塊:運動控制器與伺服驅動器的數字信號通訊，以及外部數字信號的輸入和輸出數字控制信號；
[0038]總線模塊:運動控制器與伺服驅動器的總線連接通訊方式；
[0039]232/485串口模塊:與外部串口通訊，如電腦等；。
[0040]存儲模塊:保存數字和程序等；
[0041]FPGA模塊:產生脈沖以及計算編碼器角度等；
[0042]按鍵模塊:配置運動控制器與伺服驅動器的通訊方式以及控制模式；
[0043]電源模塊:提供運動控制器和伺服驅動器的電源；
[0044]編碼器接口模塊:與電機編碼器連接，接收電機附帶的光電編碼器脈沖信號或者旋轉編碼器輸出信號。
[0045]此外，運動控制器還具有以下模塊:
[0046]數顯模塊:顯示電機運行狀態(如速度、位置等)以及相關的報警信號(如過流、過壓等)；
[0047]網口模塊:與外部設備聯網，分享數據，實施實時監控等。
[0048]伺服驅動器還具有以下模塊:
[0049]IPM模塊:把直流電轉換成三相交流電；
[0050]電容模塊:對整流后的電信號進行濾波等；
[0051]整流模塊:把輸入的三相市電轉換成兩項直流電。
[0052]本發明的運動控制器與伺服控制器時具有脈沖、總線和模擬量連接，脈沖通訊通過DI/D0模塊連接；模擬量通訊通過ΑΙ/Α0模塊連接；總線通訊通過總線模塊連接；通訊方式的選擇通過按鍵模塊設定，可以柔性配置傳輸模式，靈活配置運動控制器與伺服驅動器的信號傳輸方式。如要求中低速的單向傳輸指令，則可以選用脈沖傳輸方式；要求快速的單向傳輸指令則可以用模擬量傳輸方式；要求快速而且是雙向的通訊模式，則可以用總線傳輸方式；如果要求高度的穩定性，則可以三種方式同時傳輸，進行冗余校準。
[0053]上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種運動控制器與伺服驅動器協同控制系統，包括運動控制器與伺服驅動器，其特征在于: 所述運動控制器、伺服驅動器均包括: DSP核心模塊，用于控制算法的計算； AI/AO模塊，用于運動控制器與伺服驅動器的模擬信號通訊，以及外部模擬信號的輸入和輸出模擬控制信號； DI/DO模塊，用于運動控制器與伺服驅動器的數字信號通訊，以及外部數字信號的輸入和輸出數字控制信號； 總線模塊，用于運動控制器與伺服驅動器的總線連接通訊方式； FPGA模塊，用于產生脈沖以及計算編碼器角度； 其中，在運動控制器、伺服驅動器中，所述AI/AO模塊、DI/DO模塊通過FPGA模塊與DSP核心模塊連接，所述運動控制器、伺服驅動器的AI/AO模塊、DI/DO模塊以及總線模塊均一一對應相連，所述運動控制器、伺服驅動器均還包括用于配置運動控制器與伺服驅動器的通訊方式以及控制模式的按鍵模塊，所述按鍵模塊與FPGA模塊連接。2.根據權利要求1所述的運動控制器與伺服驅動器協同控制系統，其特征在于:所述運動控制器與伺服驅動器協同控制系統還包括設置在電機的電機編碼器，所述運動控制器、伺服驅動器均還包括: 232/485串口模塊，用于與外部串口通訊； 存儲模塊，用于保存數字和程序； 電源模塊，用于提供運動控制器和伺服驅動器的電源； 編碼器接口模塊，與電機編碼器連接，用于接收電機附帶的光電編碼器脈沖信號或者旋轉編碼器輸出信號，在運動控制器、伺服驅動器中，所述232/485串口模塊、存儲模塊、編碼器接口模塊與DSP核心模塊連接，所述電源模塊與DSP核心模塊、FPGA模塊連接。3.根據權利要求1或2所述的運動控制器與伺服驅動器協同控制系統，其特征在于:所述運動控制器還包括: 數顯模塊，用于顯示電機運行狀態以及相關的報警信號； 網口模塊，與外部設備聯網，分享數據，實施實時監控， 所述數顯模塊、網口模塊與DSP核心模塊連接。4.根據權利要求1或2所述的運動控制器與伺服驅動器協同控制系統，其特征在于:所述伺服驅動器還包括: IPM模塊，用于將直流電轉換成三相交流電； 電容模塊:用于對整流后的電信號進行濾波； 整流模塊:用于將輸入的三相市電轉換成兩項直流電， 所述整流模塊的輸入端與外接的交流電連接，輸入端與電容模塊連接，所述電容模塊與IPM模塊連接。
【專利摘要】本發明公開了一種運動控制器與伺服驅動器協同控制系統，包括運動控制器與伺服驅動器，運動控制器、伺服驅動器均包括：DSP核心模塊、AI/AO模塊、DI/DO模塊、總線模塊FPGA模塊，其中，在運動控制器、伺服驅動器中，所述AI/AO模塊、DI/DO模塊通過FPGA模塊與DSP核心模塊連接，運動控制器、伺服驅動器的AI/AO模塊、DI/DO模塊以及總線模塊均一一對應相連，運動控制器、伺服驅動器均還包括按鍵模塊，按鍵模塊與FPGA模塊連接。本發明的運動控制器與伺服控制器時具有脈沖、總線和模擬量連接，通訊方式的選擇通過按鍵模塊設定，可以柔性配置傳輸模式，靈活配置運動控制器與伺服驅動器的信號傳輸方式。
【IPC分類】G05B19/414
【公開號】CN105373079
【申請號】CN201510797100
【發明人】張碧陶
【申請人】張碧陶
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年11月18日