CNC伺服控制驱动系统的制作方法

本发明是有关一种cnc伺服控制驱动系统，尤其指一种通过一控制器及一驱动器，来同时驱动两个以上的伺服马达的系统。

背景技术：

电脑数字控制cnc(computernumericalcontrol)伺服驱动系统的伺服马达可以确实的对其位置及动作进行精确控制，如可精确控制其转速，且可控范围广，且可快速切换正反转或进行转速的调变及精度定位控制等，使cnc伺服控制驱动系统经常地被应用于汽车工业或金属加工机等数字控制的自动化作业上；其工作原理为：使用者通过一控制器输入指令，通过电脑数字控制系统编译计算，将信息传递至一驱动器，最后驱动一伺服马达，执行移动、切削等控制动作。

请参阅图6所示为，现有技术中使用cnc伺服控制驱动系统的一加工设备示意图，目前使用cnc伺服控制驱动系统的加工设备90包含有一控制箱91及一工具机92，该控制箱91通常为一控制器911连接三台驱动器912，来提供驱动信号；工具机92则包含了三台伺服马达921，分别负责x轴、y轴、z轴方向的加工作业。其中，三个驱动器912各自连接一台伺服马达921，来执行加工动作，其中，以一台驱动器912连接一台伺服马达921时，该伺服马达921于最高转速的工作时间相当短，仅有伺服马达921的启动、瞬间加速或马达瞬间静止等情况时，该伺服马达921需要最大电流，且其时间都不长，约1～3秒左右，其余的工作时间，其马达转速都很低(额定转速)，因此所需的负载电流相当少，可能只有驱动器912内部电流量的30％，甚至最低可能只有10％，导致有相当多的电流并未能有效利用，且大量加工时，需对各控制箱91输入控制指令，不但可能发生人为疏失，且一控制箱91控制一工具机92的加工设备90无法有效的降低设备成本。

技术实现要素：

由上可知，一台驱动器连接并驱动一台伺服马达的系统，不仅电源使用效率低，更无法有效的节省设备成本，应用效率不彰。有鉴于此，本发明主要系提供一种cnc伺服控制驱动系统，通过共接电路，使驱动器能够同时驱动两台以上的伺服马达来提供电源利用率及更能有效的降低设备成本。

为了达到前述目的所采用的主要技术手段，是令该cnc伺服控制驱动系统，包含有：

一控制器，接收使用者输入一控制指令，并转为一控制信号输出；

一驱动器，连接该控制器，执行并转换该控制信号，以输出一驱动信号；

一共接电路，连接该驱动器，传递该驱动信号；以及

多个伺服马达，分别连接该共接电路，依据该驱动信号而各自被驱动运转；

其中，该些伺服马达的最大电流量总和不大于该驱动器输出的最大电流量。

其中，该些伺服马达包含了一第一伺服马达及一第二伺服马达。

其中，该第二伺服马达的最大电流量不大于该第一伺服马达的最大电流量。

其中，该第一伺服马达更包含一编码器，该编码器通过一反馈线连接该驱动器，以提供该第一伺服马达的一反馈信号给驱动器。

其中，该反馈信号更包含该第一伺服马达的位置、该第一伺服马达的移动速度或该第一伺服马达的定位精度的其中之一或其组合。

其中，该驱动器更包含一反馈单元，接收该反馈信号，并传送该反馈信号至该控制器。

其中，该控制器更包含一显示单元，供显示该反馈信号至使用者。

其中，该些伺服马达包含了一第一伺服马达、一第二伺服马达及一第三伺服马达。

其中，该第二伺服马达连接一开关，供使用者开启/关闭该第二伺服马达。

其中，该些伺服马达可为一线性马达、一直流马达、一永磁交流马达或一感应交流马达。

由上可知，本发明cnc伺服控制驱动系统，通过分流电路的设计，令一驱动器即可同时驱动第一伺服马达及第二伺服马达，同步执行使用者的控制指令，如此就可以一控制器连接两台工具机，使其做同步进行加工，利于大量生产作业，且该第一伺服马达通过反馈线连接该驱动器，并回传该第一伺服马达的工作信息，如：马达位置、 移动速度或定位精度等，供控制器即时掌握该第一伺服马达信息，即时调整，并将信号动作指令同步驱动第二马达动作，而第二伺服马达可另外连接一开关，可直接通过该开关来对该第二伺服马达进行开启/关闭或暂停的动作，增加电源利用率及加工效率，且可降低设备成本。

附图说明

图1是本发明cnc伺服控制驱动系统的示意图。

图2是本发明cnc伺服控制驱动系统的电路方块图。

图3是本发明cnc伺服控制驱动系统另一实施例的示意图。

图4是使用本发明cnc伺服控制驱动系统的加工设备的示意图。

图5是使用本发明cnc伺服控制驱动系统的加工设备另一实施例的示意图。

图6是使用先前技术cnc伺服控制驱动系统的加工设备示意图。

附图标号：

10cnc伺服控制驱动系统20控制器

21显示单元30驱动器

31驱动输出端40共接电路

41第一输出端42第二输出端

50第一伺服马达51第一电源线

52反馈线60第二伺服马达

61第二电源线62第一开关

具体实施方式

请参阅图1所示，本发明cnc伺服控制驱动系统结构示意图，主要系该cnc伺服控制驱动系统10包含了一控制器20、一驱动器30、一共接电路40、一第一伺服马达50及一第二伺服马达60。该控制器20接收使用者输入的一控制指令，并将该控制指令转为一控制信号输出；该驱动器30连接该控制器20，并具有驱动输出端31，该驱动器30接收并转换该控制信号后，由该驱动输出端31输出一驱动信号及工作电源；该共接电路40连接该驱动器30的驱动输出端31，该共接电路40具有第一输出端41及第二输出端42，该共接电路40传递该驱动信号及工作电源，并由该第 一输出端41及该第二输出端42输出该驱动信号，并分配该工作电源。

该第一伺服马达50，通过一第一电源线51连接该第一输出端41，并接收该第一输出端41所提供的电源及该驱动信号，以执行该驱动信号的动作，驱动该第一伺服马达50改变其位置、移动速度及定位精度等。

该第二伺服马达60，通过一第二电源线61连接该第二输出端42，并接收该第二输出端42所提供的电源及该驱动信号，以执行该驱动信号的动作，驱动该第二伺服马达60改变其位置、移动速度及定位精度等，其中，该第二伺服马达60所执行的动作与该第一伺服马达50相同。

该第一伺服马达50的最大电流量及该第二伺服马达60的最大电流量的总和，不大于该驱动器30输出的最大电流量，使该第一伺服马达50及该第二伺服马达60于启动、瞬间加速及静止需要最大电流时，该驱动器30可同时供电给该第一伺服马达50及该第二伺服马达60，令该第一伺服马达50及该第二伺服马达60能够同步运作。

该第二伺服马达60的最大电流量不大于该第一伺服马达50的最大电流量，避免第二伺服马达60及该第一伺服马达50两者在最高转速的瞬间，该第二伺服马达60消耗的电流大于该第一伺服马达50，导致该第一伺服马达50动作延迟甚至是无法顺利动作；其中，一较佳实施例为该第一伺服马达50及该第二伺服马达60为相同规格的伺服马达，令该共接电路40能够将该工作电源分流，并均分至该第一伺服马达50及该第二伺服马达60。

该第一伺服马达50具有一编码器53(如图2所示)，该编码器53为传感目前该第一伺服马达50的工作状态，如：目前位置、移动速度、定位精度等反馈信息，通过一反馈线52连接并传递至该驱动器30，其中，该驱动器30将该些反馈信息回传至该控制器20，并通过该控制器20的显示单元21输出显示供使用者参考，使用者可根据该些反馈信息修正控制指令；或该驱动器30接收该些反馈信息后，通过该些反馈信息修正该驱动信号，以微调该第一伺服马达50及该第二伺服马达60的动作。

该第一伺服马达50及该第二伺服马达60皆同步执行相同的驱动信号，如：开启、关闭、瞬间加速等动作；其中，该第二伺服马达60连接有一第一开关62，使用者可以控制该第一开关62对该第二伺服马达60进行开启/关闭动作，无须通过该控制器20。

当使用者由该控制器20依序输入一第一指令、一第二指令、一第三指令及一第 四指令时，该驱动器30驱动该第一伺服马达50及该第二伺服马达60依序执行该第一指令、该第二指令、该第三指令及该第四指令的动作。其中，执行至该第二指令时，若该第二伺服马达60的刀具发生问题，使用者关闭该第一开关62以停止该第二伺服马达60的运作，此时该第一伺服马达50仍可继续执行该第二指令、该第三指令及该第四指令；若执行至第三指令时，该第二伺服马达60的刀具问题已排除，使用者可开启该第一开关62重新启动该第二伺服马达60，此时，该第一伺服马达50及该第二伺服马达60同时重新执行该第二指令，该第二伺服马达60执行该第二指令时，该第一伺服马达50则维持空转方式执行该第二指令，待第二伺服马达60执行完该第二指令后，该第一伺服马达50及该第二伺服马60达则继续同步执行该第三指令及该第四指令。

请参阅图2所示，本发明的cnc伺服控制驱动系统该驱动器30更包含了一控制电路32、一转换电路33及一反馈单元34；该控制电路32的一输入端连接该控制器20的一输出端，当使用者通过该控制器20输入一控制指令后，该控制器20将该控制指令传递至该控制电路32，该控制电路32接收该控制指令并转换为一驱动信号。

该转换电路33连接该控制电路32的一输出端，该转换电路33为一数字转模拟转换电路，接收控制电路32提供的该驱动信号，将数字格式的驱动信号转为一模拟驱动信号，并通过该驱动输出端31连接该共接电路40，以供该第一伺服马达50及该第二伺服马达60执行。

该编码器53传感目前该第一伺服马达50的工作信息，如目前位置、移动速度，定位精度等信息，并将该些信息转换为一反馈信号，该反馈信号通过该反馈线52，传递至该驱动器30的该反馈单元34，该反馈单元34可连接该控制器20，将该反馈信号反馈至该控制器20，使用者通过该控制器20的显示单元21，确认目前该第一伺服马达50的工作状态；该反馈单元34亦可连接至该控制电路32的一输入端，该控制电路32接收该反馈单元34的反馈信号后，判断目前该第一伺服马达50的工作信息，是否准确地执行使用者所输入的控制指令，若有误差，则控制电路32自动微调该驱动信号。

其中，该编码器53可为光学、磁性或机械式传感，并将传感信息转换为电子信号输出，提供该反馈信号；该反馈信号可为数字信号或模拟信号，若该反馈信号为模拟信号时，该反馈单元34更包含一模拟/数字转换电路，将该反馈信号由模拟转换为 数字，以提供至该控制器20或该控制电路32。

该驱动器30具有一电源输入端，连接一电源，如市电电源或工业用电源，依据cnc伺服控制驱动系统10的需求，将输入电源转换后(如交/直流或变压转换)，供给至该第一伺服马达50及该第二伺服马达60。

其中，该第一电源线51及该第二电源线61可为一三相电源线(u、v、w)，该驱动器30的驱动输出端31具有对应的三相电源线(u、v、w)，将该驱动信号以脉冲方式连同工作电源传递至该共接电路40，该共接电路40将工作电源分流并传递该驱动信号，通过该第一电源线51及该第二电源线61，输送至该第一伺服马达50及该第二伺服马达60。

请参阅图3所示，为本发明cnc伺服控制驱动系统的另一较佳实施例，其中，该cnc伺服控制驱动系统10更包含一第三伺服马达70，该第三伺服马达70通过一第三电源线71连接该共接电路40的一第三输出端43，该第三伺服马达70接收该第三输出端43所提供的电源及该驱动信号。因此，该第一伺服马达50、该第二伺服马达60与该第三伺服马达70可同步执行该驱动信号。

该第一伺服马达50、该第二伺服马达60及该第三伺服马达70三者的最大电流量的总和，不大于该驱动器30的最大电流量，使该驱动器30能够同时提供该第一伺服马达50、该第二伺服马达60即该第三伺服马达70所需的最大电流，不至于因电源不足，发生动作延迟、停顿或未执行等问题。

该第三伺服马达70的限制与该第二伺服马达60相同，其最大电流量不大于该第一伺服马达50的最大电流量，避免于最高转速时，占用的电流大于该第一伺服马达50，造成第一伺服马达50动作延迟等问题；其中，一较佳实施例为该第一伺服马达50、该第二伺服马达60及该第三伺服马达70皆是同规格的伺服马达，令该共接电路40能平均分流至该第一伺服马达50、该第二伺服马达60即该第三伺服马达70。

该第一伺服马达50、该第二伺服马达60及该第三伺服马达70皆同步执行相同动作，其中，该第三伺服马达70连接有一第二开关72，使用者可经由该第二开关72直接开启/关闭该第三伺服马达70的动作。

使用者由该控制器20依序输入一第一指令、一第二指令、一第三指令及一第四指令时，该驱动器30驱动该第一伺服马达50、该第二伺服马达60及该第三伺服马达70依序执行该第一指令、该第二指令、该第三指令及该第四指令的动作，其中， 执行至该第三指令时，若该第三伺服马达70的刀具发生问题，使用者通过该第二开关72停止该第三伺服马达70，此时该第一伺服马达50、第二伺服马达60仍依序执行该第三指令及该第四指令；若执行至第四指令该第三伺服马达70其刀具问题已排除，使用者可通过该第二开关72启动该第三伺服马达70，此时，该第一伺服马达50、该第二伺服马达60及该第三伺服马达70则同时重新执行该第三指令，而该第三伺服马达70执行该第二指令时，该第一伺服马达50、第二伺服马达60则是空转方式执行该第三指令，待第三伺服马达70执行完该第三指令，该第一伺服马达50、该第二伺服马达60即该第三伺服马达70则继续同步执行该第四指令。

请参阅图4所示，本发明的cnc伺服控制驱动系统应用于加工设备80的一较佳实施例，该加工设备80包含了一控制箱81、一主工具机82及一副工具机83。该控制箱81包含了一控制器811，该控制器811分别连接一x轴驱动器812、一y轴驱动器813及一z轴驱动器814，该x轴驱动器812控制该加工设备80在x轴方向的运动，该y轴驱动器813控制该加工设备80在y轴方向的运动，该z轴驱动器814控制该加工设备80在z轴方向的运动。

该主工具机82包含了一第一x轴伺服马达821、一第一y轴伺服马达822及一第一z轴伺服马达823；该副工具机83包含了一第二x轴伺服马达831、一第二y轴伺服马达832及一第二z轴伺服马达833。

其中，该x轴驱动器812通过x轴共接电路815连接该第一x轴伺服马达821及该第二x轴伺服马达831，该y轴驱动器813通过y轴共接电路816连接该第一y轴伺服马达822及该第二y轴伺服马达832，该z轴驱动器814通过z轴共接电路817连接该第一z轴伺服马达823及该第二z轴伺服马达833。

使用者通过该控制器811输入该加工设备80的控制指令，该控制器811将控制指令转为控制信号分别传送至该x轴驱动器812、该y轴驱动器813及该z轴驱动器814，再通过x轴共接电路815驱动该第一x轴伺服马达821及该第二x轴伺服马达831、该y轴共接电路816驱动该第一y轴伺服马达822及该第二y轴伺服马达832及该z轴共接电路817驱动该第一z轴伺服马达823及该第二z轴伺服马达833；来达到一控制箱81驱动两工具机(主工具机82及副工具机83)的目的，令原本两台工具机81、82需要两控制箱81(包含两控制器及六驱动器)，现在仅需一控制箱81(一控制器三驱动器)即可完成驱动控制，可减少设备成本，且可简化操作，无需输 入两次相同的控制指令，避免人为疏失。

该第二x轴主伺服马达831、该第二y轴伺服马达832及该第二z轴主伺服马达833可分别连接一x轴开关834、一y轴开关835及一z轴开关836来执行开启/关闭或暂停的工作，且该x轴开关834、该y轴开关835及该z轴开关836可使用一副开关(未显示)同步开启/关闭或暂停该副工具机83。

其中，该x轴共接电路815、该y轴共接电路816及z轴共接电路817另一实施方式可为一工具机共接电路(未显示)来简化该加工设备80。

请参阅图5所示，加工设备80的一另一实施例，将上述加工设备80中的该主工具机82及副工具机83内的该些x轴、y轴、z轴伺服马达可利用线性马达来实施。

综上所述，本发明是一种cnc伺服控制驱动系统，可通过一驱动器及一共接电路的设计，来驱动一第一伺服马达及一第二伺服马达，使本发明仅需使用一个驱动器，即可驱使两个以上的伺服马达，来提升工作电源使用效率，而通过开关来开启/关闭第二伺服马达，可于加工过程中，随时开启/关闭开第二伺服马达，如该第二伺服马达发生撞刀情况时，能够及时关闭，而该第一伺服马达仍能继续作业；待撞刀状况排除后，该第二伺服马达可直接开启，再次执行加工作业，此时该第一伺服马达则以空转方式执行已完成的加工作业，待第二伺服马达执行完因撞刀而未完成的加工后，该第一伺服马达与该第二伺服马达及继续完成加工动作，无须再次输入控制指令，提升加工效率。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。