一種運動控制器與伺服驅(qū)動器協(xié)同控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于數(shù)控機械自動化控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種運動控制器與伺服驅(qū)動器協(xié)同控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]運動控制系統(tǒng)包括運動控制器、伺服驅(qū)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(guī)劃運動軌跡并把運動指令發(fā)送到伺服驅(qū)動器；伺服驅(qū)動器把運動指令轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號，通過控制驅(qū)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(jié)拍完成相應(yīng)的運動。
[0003]目前運動控制器與伺服驅(qū)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(xiàn)多或少脈沖，伺服系統(tǒng)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(xié)議復(fù)雜，對硬件的處理能力和穩(wěn)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?，F(xiàn)有的產(chǎn)品只是擁有其中一種技術(shù)，即只能在上述三種連接方式中選擇一種。
[0004]現(xiàn)有的運動控制器只是開環(huán)，伺服驅(qū)動器具有位置、速度、轉(zhuǎn)矩/電流三閉環(huán)控制。運動控制器與伺服驅(qū)動器之間是相互分離的兩個控制系統(tǒng)。執(zhí)行機構(gòu)的位置、速度以及轉(zhuǎn)矩不能根據(jù)應(yīng)用場合在運動控制器和伺服驅(qū)動器之間靈活組合和配置控制模式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種集成運動控制與伺服驅(qū)動系統(tǒng)，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(qū)動器協(xié)同控制系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
[0007]一種運動控制器與伺服驅(qū)動器協(xié)同控制系統(tǒng)，包括運動控制器與伺服驅(qū)動器，其特征在于:
[0008]所述運動控制器、伺服驅(qū)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(qū)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(qū)動器的數(shù)字信號通訊，以及外部數(shù)字信號的輸入和輸出數(shù)字控制信號；
[0012]總線模塊，用于運動控制器與伺服驅(qū)動器的總線連接通訊方式；
[0013]FPGA模塊，用于產(chǎn)生脈沖以及計算編碼器角度；
[0014]其中，在運動控制器、伺服驅(qū)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(qū)動器的ΑΙ/Α0模塊、DI/D0模塊以及總線模塊均一一對應(yīng)相連，所述運動控制器、伺服驅(qū)動器均還包括用于配置運動控制器與伺服驅(qū)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(qū)動器協(xié)同控制系統(tǒng)還包括設(shè)置在電機的電機編碼器，所述運動控制器、伺服驅(qū)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(shù)字和程序；
[0018]電源模塊，用于提供運動控制器和伺服驅(qū)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(zhuǎn)編碼器輸出信號，在運動控制器、伺服驅(qū)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(shù)顯模塊，用于顯示電機運行狀態(tài)以及相關(guān)的報警信號；
[0022]網(wǎng)口模塊，與外部設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，分享數(shù)據(jù)，實施實時監(jiān)控，
[0023]所述數(shù)顯模塊、網(wǎng)口模塊與DSP核心模塊連接。
[0024]具體的，所述伺服驅(qū)動器還包括:
[0025]IPM模塊，用于將直流電轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點及有益效果:
[0030]本發(fā)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(shè)定，可以柔性配置傳輸模式，靈活配置運動控制器與伺服驅(qū)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(wěn)定性，則可以三種方式同時傳輸，進行冗余校準(zhǔn)。
【附圖說明】
[0031]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0032]下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)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(qū)動器協(xié)同控制系統(tǒng)，包括運動控制器與伺服驅(qū)動器，其中，運動控制器和伺服驅(qū)動器都有的模塊:
[0035]dsp核心模塊:負責(zé)控制算法的計算；
[0036]ΑΙ/Α0模塊:運動控制器與伺服驅(qū)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(qū)動器的數(shù)字信號通訊，以及外部數(shù)字信號的輸入和輸出數(shù)字控制信號；
[0038]總線模塊:運動控制器與伺服驅(qū)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(shù)字和程序等；
[0041]FPGA模塊:產(chǎn)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(qū)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(qū)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(zhuǎn)編碼器輸出信號。
[0045]此外，運動控制器還具有以下模塊:
[0046]數(shù)顯模塊:顯示電機運行狀態(tài)(如速度、位置等)以及相關(guān)的報警信號(如過流、過壓等)；
[0047]網(wǎng)口模塊:與外部設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，分享數(shù)據(jù)，實施實時監(jiān)控等。
[0048]伺服驅(qū)動器還具有以下模塊:
[0049]IPM模塊:把直流電轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換成兩項直流電。
[0052]本發(fā)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(shè)定，可以柔性配置傳輸模式，靈活配置運動控制器與伺服驅(qū)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(wěn)定性，則可以三種方式同時傳輸，進行冗余校準(zhǔn)。
[0053]上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)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(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種運動控制器與伺服驅(qū)動器協(xié)同控制系統(tǒng)，包括運動控制器與伺服驅(qū)動器，其特征在于: 所述運動控制器、伺服驅(qū)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(qū)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(qū)動器的數(shù)字信號通訊，以及外部數(shù)字信號的輸入和輸出數(shù)字控制信號； 總線模塊，用于運動控制器與伺服驅(qū)動器的總線連接通訊方式； FPGA模塊，用于產(chǎn)生脈沖以及計算編碼器角度； 其中，在運動控制器、伺服驅(qū)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(qū)動器的AI/AO模塊、DI/DO模塊以及總線模塊均一一對應(yīng)相連，所述運動控制器、伺服驅(qū)動器均還包括用于配置運動控制器與伺服驅(qū)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(jù)權(quán)利要求1所述的運動控制器與伺服驅(qū)動器協(xié)同控制系統(tǒng)，其特征在于:所述運動控制器與伺服驅(qū)動器協(xié)同控制系統(tǒng)還包括設(shè)置在電機的電機編碼器，所述運動控制器、伺服驅(qū)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(shù)字和程序； 電源模塊，用于提供運動控制器和伺服驅(qū)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(zhuǎn)編碼器輸出信號，在運動控制器、伺服驅(qū)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(jù)權(quán)利要求1或2所述的運動控制器與伺服驅(qū)動器協(xié)同控制系統(tǒng)，其特征在于:所述運動控制器還包括: 數(shù)顯模塊，用于顯示電機運行狀態(tài)以及相關(guān)的報警信號； 網(wǎng)口模塊，與外部設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，分享數(shù)據(jù)，實施實時監(jiān)控， 所述數(shù)顯模塊、網(wǎng)口模塊與DSP核心模塊連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的運動控制器與伺服驅(qū)動器協(xié)同控制系統(tǒng)，其特征在于:所述伺服驅(qū)動器還包括: IPM模塊，用于將直流電轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(fā)明公開了一種運動控制器與伺服驅(qū)動器協(xié)同控制系統(tǒng)，包括運動控制器與伺服驅(qū)動器，運動控制器、伺服驅(qū)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(qū)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(qū)動器的AI/AO模塊、DI/DO模塊以及總線模塊均一一對應(yīng)相連，運動控制器、伺服驅(qū)動器均還包括按鍵模塊，按鍵模塊與FPGA模塊連接。本發(fā)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(shè)定，可以柔性配置傳輸模式，靈活配置運動控制器與伺服驅(qū)動器的信號傳輸方式。
【IPC分類】G05B19/414
【公開號】CN105373079
【申請?zhí)枴緾N201510797100
【發(fā)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