一种伺服驱动器的制造方法

文档序号:9526554阅读:378来源:国知局
一种伺服驱动器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及驱动器技术领域,特别是一种伺服驱动器。
【背景技术】
[0002]目前市场上的伺服驱动器一般采用一个驱动器控制一台电机的方式,控制器和驱动器分开实现。带来的问题是控制箱内布线复杂,控制器要分别和各电机的驱动器进行电气连接。同时每个电机一个驱动器无形中也增加了整个控制系统的尺寸和功耗。
[0003]另外,控制和驱动分开的设计方式增加了系统开发的难度,使用者必须同时熟悉控制器和驱动器使用方法,增加了开发成本。

【发明内容】

[0004]本发明的目的是要提供一种伺服驱动器。
[0005]为达到上述目的,本发明是按照以下技术方案实施的:
[0006]—种伺服驱动器,包括运动控制单元、供电及保护单元和伺服驱动单元,且运动控制单元、供电及保护单元和伺服驱动单元通过内部总线依次连接,其中:
[0007]所述运动控制单元,用于规划电机的运动;
[0008]所述供电及保护单元,用于为整个伺服驱动器提供合适电源、转换电机控制信号以及采集电机限流和限位信号,为伺服驱动器提供限流、限位保护;
[0009]所述伺服驱动单元,用于对直流电机的直接驱动以及电枢电流和码盘信号的预处理。
[0010]进一步的,所述的运动控制单元包括DSP芯片和FPGA芯片,二者通过内部总线相互连接,所述FPGA芯片用于存储电机码盘运行参数。
[0011]更进一步的,所述的供电及保护单元包括电源管理模块和CPLD芯片;其中,电源管理模块为CPLD芯片提供电源,同时为运动控制单元和伺服驱动单元提供电源。
[0012]与现有技术相比,本发明提供的伺服驱动器,通过内部总线总线将控制器和驱动器在板内实现了电气连接,减少了布线,降低了系统尺寸和功耗,同时提高了系统抗干扰能力。通过这种模块化设计方法,既增加了控制电机的数目,又使得使用者可直接对控制器进行编程实现直流电机的有效控制,而不必考虑系统内部如何实现,降低了使用难度。
【附图说明】
[0013]图1是本发明的伺服驱动器的结构框图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步描述,在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明,但并不作为对本发明的限定。
[0015]如图1所示的一种伺服驱动器,包括运动控制单元、供电及保护单元和伺服驱动单元,且运动控制单元、供电及保护单元和伺服驱动单元通过内部总线依次连接,其中:运动控制单元,用于规划电机的运动;运动规划主要是进行内部轨迹规划和插补运算,并通过内部总线读取FPGA内的电机码盘运行参数得到期望电机的期望位置与当前运行位置之间的差值,形成位置闭环,通过读取电枢电流值并与期望的电枢电流值进行比较,形成电流闭环,得到各电机运行所需的速度和方向信号;供电及保护单元,用于为整个伺服驱动器提供合适电源、转换电机控制信号以及采集电机限流和限位信号,为伺服驱动器提供限流、限位保护;伺服驱动单元,用于对直流电机的直接驱动以及电枢电流和码盘信号的预处理。运动控制单元包括DSP芯片和FPGA芯片,二者通过内部总线相互连接,所述FPGA芯片用于存储电机码盘运行参数;DSP芯片通过其内部A/D转换模块与内部总线连接、FPGA芯片通过其内部I/O模块与内部总线连接;供电及保护单元包括电源管理模块和CPLD芯片;其中,电源管理模块为CPLD芯片提供电源,同时为运动控制单元和伺服驱动单元提供电源。
[0016]该伺服驱动器采用模块化的方法进行设计,共分三个单元:运动控制单元、供电及保护单元和伺服驱动单元。三个单元之间通过内部总线实现连接。其连接顺序是运动控制单元首先通过内部总线连接供电及保护单元,然后供电及保护单元再通过内部总线连接伺服驱动单元。
[0017]其中,运动控制单元包括DSP芯片和FPGA芯片,二者通过内部总线相互连接,所述FPGA芯片用于存储电机码盘运行参数;供电及保护单元包括电源管理模块和CPLD芯片,电源管理模块为CPLD芯片提供电源,同时为运动控制单元和伺服驱动单元提供电源;伺服驱动单元包括电机驱动电路以及与电机驱动电路相连的码盘信号采集单元和电枢信号采集单元。
[0018]该伺服驱动器的工作原理如下:
[0019]运动控制单元中的DSP芯片接收到上位机传来的运动控制指令后,进行内部轨迹规划和插补运算,并通过内部总线读取FPGA芯片内的电机码盘运行参数得到期望电机的期望位置与当前运行位置之间的差值,形成位置闭环,也可以通过读取电枢电流值并与期望的电枢电流值进行比较,形成电流闭环,从而得到各电机运行所需的速度和方向信号,经内部总线传输给供电及保护单元;供电及保护单元的CPLD芯片对接收到的电机速度和位置信号进行分解和逻辑计算,生成适合伺服驱动单元的脉冲宽度调制(PWM)信号,并通过内部总线传给伺服驱动单元,同时接收来自伺服驱动单元的电机限流信号和机构限位信号,通过内部逻辑及时控制电机的启停,对电机进行保护;伺服驱动单元通过内部总线接收来自供电及保护单元的PWM信号,控制电机的启停,实现不同的电机转速要求。
[0020]本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制,凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形,均落入本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种伺服驱动器,其特征在于,包括运动控制单元、供电及保护单元和伺服驱动单元,且运动控制单元、供电及保护单元和伺服驱动单元通过内部总线依次连接,其中: 所述运动控制单元,用于规划电机的运动; 所述供电及保护单元,用于为整个伺服驱动器提供合适电源、转换电机控制信号以及采集电机限流和限位信号,为伺服驱动器提供限流、限位保护; 所述伺服驱动单元,用于对直流电机的直接驱动以及电枢电流和码盘信号的预处理。2.根据权利要求1所述的伺服驱动器,其特征在于:所述的运动控制单元包括DSP芯片和FPGA芯片,二者通过内部总线相互连接,所述FPGA芯片用于存储电机码盘运行参数。3.根据权利要求1所述的伺服驱动器,其特征在于:所述的供电及保护单元包括电源管理模块和CPLD芯片;其中,电源管理模块为CPLD芯片提供电源,同时为运动控制单元和伺服驱动单元提供电源。
【专利摘要】本发明公开了一种伺服驱动器,包括运动控制单元、供电及保护单元和伺服驱动单元,且运动控制单元、供电及保护单元和伺服驱动单元通过内部总线依次连接,其中:所述运动控制单元,用于规划电机的运动;所述供电及保护单元,用于为整个伺服驱动器提供合适电源、转换电机控制信号以及采集电机限流和限位信号,为伺服驱动器提供限流、限位保护;所述伺服驱动单元,用于对直流电机的直接驱动以及电枢电流和码盘信号的预处理。本发明提供的伺服驱动器,通过内部总线将控制器和驱动器在板内实现了电气连接,减少了布线,降低了系统尺寸和功耗,同时提高了系统抗干扰能力。
【IPC分类】H02P7/18, H02P5/68
【公开号】CN105281619
【申请号】CN201510187090
【发明人】曾庆友, 漆泽勇, 陈家芬, 陈澄
【申请人】重庆有法数控设备有限责任公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年4月20日
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