本发明涉及一种闭环控制方法,尤其涉及一种用于伺服驱动器的闭环控制方法,以及一种用于伺服驱动器的闭环控制装置。
背景技术:
现有的伺服驱动器,由主控制器提供脉冲方向信号,控制伺服电机执行相应动作,该种方式仅能由主控制器向伺服驱动器单向传输信息,不能形成闭环反馈,而且传输信息量有限,难以实现更为复杂、精确的运动控制。
技术实现要素:
为了弥补上述现有技术的缺陷,本发明的目的是提供一种主控制器和伺服驱动器之间能够双向实时传输数据的闭环控制方法。
一种闭环控制方法,包括如下步骤:
获取步骤,伺服驱动器通过mechatrolink-ⅲ通讯协议获取主控制器发送的执行指令数据;
执行步骤,伺服驱动器根据执行指令数据驱动伺服电机执行相应动作;
反馈步骤,伺服驱动器通过mechatrolink-ⅲ通讯协议将伺服电机执行的相应动作的情况反馈给主控制器。
进一步的,所述获取步骤具体为伺服驱动器通过mechatrolink-ⅲ通讯协议与主控制器连接,然后接收主控制器发送的执行指令字节并存储于缓存区中。
进一步的,所述执行步骤具体为伺服驱动器先对存储于缓存区中的执行指令字节进行数据规格检查,然后对执行指令字节进行排序,最后执行指令。
进一步的,所述反馈步骤具体为伺服驱动器对伺服电机的指令执行状态进行判断以生成判断信息,然后将判断信息复制到缓存区,接着通过mechatrolink-ⅲ通讯协议将判断信息反馈给主控制器。
进一步的,还设置有伺服驱动器的反馈周期;当主控制器未在反馈周期内收到伺服驱动器发送的判断信息时,主控制器重新发出相同的执行指令数据。
进一步的,所述执行指令数据包括伺服电机的速度控制数据、位置数据及运行状态数据。
进一步的,所述伺服驱动器包括壳体,以及设于壳体内的第一电路板和第二电路板;所述第一电路板设有主控芯片,与主控芯片电性连接的mechatrolink-ⅲ控制芯片,与主控芯片电性连接的网络接口,以及与主控芯片电性连接的第一接口端子;所述mechatrolink-ⅲ控制芯片设有接收电路和发送电路;所述第二电路板设有电容器,与电容器电性连接的第二接口端子,以及分别与电容器和主控芯片电性连接的连接电路;所述壳体包括上盖,与上盖扣合后右端开口的下盖,以及盖合于上盖和下盖右端的面盖;所述面盖设有用于安装第一接口端子的第一安装孔,以及用于安装第二接口端子的第二安装孔;所述上盖内侧设有第一弹性卡块;所述下盖内侧设有与第一弹性卡块相配合的第二弹性卡块;所述上盖右端两侧和下盖右端两侧面均设有卡固孔;所述面盖的前端两侧设有与卡固孔相配合的卡固弹块。
综上所述:上述的闭环控制方法中,伺服驱动器与主控制器通过mechatrolink-ⅲ通讯协议连接,伺服驱动器接收主控制器的执行指令,然后驱动伺服电机执行相应动作,还将相应动作的执行情况反馈给主控制器,实现了对伺服驱动器的闭环控制,双向实时传输数据,提高了控制精度及控制效果。
在mechatrolink-ⅲ通讯协议中,可连接62个站点,从而大幅度降低系统的配线费用和时间,以及与过程控制、工厂自动化领域中的连接端子和电缆的配套使用;还有,mechatrolink-ⅲ可构造高可靠、低成本、多功能的控制系统;另外,采用mechatrolink-ⅲ可替代d/a转换器和脉冲发生器,因而可简化运动控制系统的设计。
上述结构的伺服驱动器,由于在第一电路板设有与主控芯片电性连接的mechatrolink-ⅲ控制芯片,且所述通讯电路包括接收电路和发送电路;使得本伺服驱动器通过接收电路接收主控制器发出的执行指令,通过发送电路驱动伺服电机做出相应动作,通过发送电路给以主控制器反馈,实现了本伺服驱动器的闭环反馈。
另外,本伺服驱动器的壳体分为了上盖、下盖和面盖,且上盖内侧设有第一弹性卡块,下盖内侧设有与第一弹性卡块相配合的第二弹性卡块,上盖右端两侧和下盖右端两侧面均设有卡固孔,面盖的前端两侧设有与卡固孔相配合的卡固弹块。该结构的设计,使得本伺服驱动器的组装非常方便,只需将壳体内的部件放置于下盖上后,再盖上上盖,待第一弹性卡块和第二弹性卡块卡好后,再将面盖盖合于上盖和下盖的右端,使得卡固弹块卡固于卡固孔,随即完成了本伺服驱动器的组装。
本发明还提供了一种闭环控制装置,包括如下步骤:
获取单元,通过mechatrolink-ⅲ通讯协议获取主控制器发送的执行指令数据;所述执行指令数据包括伺服电机的速度控制数据、位置数据及运行状态数据;
执行单元,根据执行指令数据驱动伺服电机执行相应动作;
反馈单元,通过mechatrolink-ⅲ通讯协议将伺服电机执行的相应动作的情况反馈给主控制器。
进一步的,所述获取单元通过mechatrolink-ⅲ通讯协议与主控制器连接,然后接收主控制器发送的执行指令字节并存储于缓存区中。
进一步的,所述执行单元先对存储于缓存区中的执行指令字节进行数据规格检查,然后对执行指令字节进行排序,最后执行指令。
进一步的,所述反馈单元对伺服电机的指令执行状态进行判断以生成判断信息,然后将判断信息复制到缓存区,接着通过mechatrolink-ⅲ通讯协议将判断信息反馈给主控制器;所述反馈单元设置有反馈周期;当主控制器未在反馈周期内收到反馈单元发送的判断信息时,主控制器重新发出相同的执行指令数据。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为本发明实施例1一种闭环控制方法具体实施例的的流程图;
图2为本发明实施例1提供的获取步骤的具体流程图;
图3为本发明实施例1提供的执行步骤的具体流程图;
图4为本发明实施例1提供的反馈步骤的具体流程图;
图5为本发明实施例2一种闭环控制装置具体实施例的控制原理框图。
图6为本发明实施例3一种伺服驱动器的爆炸结构示意图。
具体实施方式
为了更充分理解本发明的技术内容,下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明,但不局限于此。
实施例1
如图1~图4所示,一种闭环控制方法,具体应用于机床、工业机器人、贴片机或传输设备的伺服驱动器,包括如下步骤:
s1获取步骤,伺服驱动器通过mechatrolink-ⅲ通讯协议获取主控制器发送的执行指令数据;所述执行指令数据包括伺服电机的速度控制数据、位置数据及运行状态数据。
具体的,s1获取步骤具体过程如下:
s11伺服驱动器通过mechatrolink-ⅲ通讯协议与主控制器连接;
s12伺服驱动器接收主控制器发送的执行指令字节;
s13伺服驱动器将接收到的执行指令字节存储于缓存区中。
s2执行步骤,伺服驱动器根据执行指令数据驱动伺服电机执行相应动作;
具体的,s2执行步骤具体过程如下:
s21伺服驱动器对存储于缓存区中的执行指令字节进行数据规格检查;
s22伺服驱动器对执行指令字节进行排序;
s23伺服驱动器执行指令,驱动伺服电机进行相应动作。
s3反馈步骤,伺服驱动器通过mechatrolink-ⅲ通讯协议将伺服电机执行的相应动作的情况反馈给主控制器。
具体的,s3反馈步骤具体过程如下:
s31伺服驱动器对伺服电机的指令执行状态进行判断以生成判断信息;
s32伺服驱动器将判断信息复制到缓存区;
s33伺服驱动器通过mechatrolink-ⅲ通讯协议将判断信息反馈给主控制器。
更具体的,在s3反馈步骤中,还设置了伺服驱动器的反馈周期;
s34当主控制器未在反馈周期内收到伺服驱动器发送的判断信息时,主控制器重新发出相同的执行指令数据。
进一步的,为了提高伺服驱动器的存储量,伺服驱动器在获取主控制器发送的执行指令数据前清空缓存区。
综上所述:上述的闭环控制方法中,伺服驱动器与主控制器通过mechatrolink-ⅲ通讯协议连接,伺服驱动器接收主控制器的执行指令,然后驱动伺服电机执行相应动作,还将相应动作的执行情况反馈给主控制器,实现了对伺服驱动器的闭环控制,双向实时传输数据,提高了控制精度及控制效果。
在mechatrolink-ⅲ通讯协议中,可连接62个站点,因此,最多可以62个伺服驱动器同时与主控制器连接,另外还能大幅度降低系统的配线费用和时间,以及与过程控制、工厂自动化领域中的连接端子和电缆的配套使用;还有,mechatrolink-ⅲ可构造高可靠、低成本、多功能的控制系统;另外,采用mechatrolink-ⅲ可替代d/a转换器和脉冲发生器,因而可简化运动控制系统的设计。
实施例2
如图5所示,一种闭环控制装置,包括如下步骤:
获取单元20,通过mechatrolink-ⅲ通讯协议获取主控制器10发送的执行指令数据;所述执行指令数据包括伺服电机40的速度控制数据、位置数据及运行状态数据。
具体的,所述获取单元通过mechatrolink-ⅲ通讯协议与主控制器10连接,然后接收主控制器10发送的执行指令字节并存储于缓存区中。
执行单元30,根据执行指令数据驱动伺服电机40执行相应动作。
具体的,所述执行单元30先对存储于缓存区中的执行指令字节进行数据规格检查,然后对执行指令字节进行排序,最后执行指令。
反馈单元50,通过mechatrolink-ⅲ通讯协议将伺服电机40执行的相应动作的情况反馈给主控制器10。
具体的,所述反馈单元50对伺服电机40的指令执行状态进行判断以生成判断信息,然后将判断信息复制到缓存区,接着通过mechatrolink-ⅲ通讯协议将判断信息反馈给主控制器10。
进一步的,在其他实施例中,所述反馈单元50设置有反馈周期;当主控制器10未在反馈周期内收到反馈单元50发送的判断信息时,主控制器10重新发出相同的执行指令数据。
实施例3
如图6所示,一种伺服驱动器,包括呈矩形的壳体60,以及设于壳体60内的第一电路板70和第二电路板80。
具体的,所述第一电路板70设有主控芯片71,与主控芯片71电性连接的mechatrolink-ⅲ控制芯片72,与主控芯片71电性连接的网络接口73,以及与主控芯片71电性连接的第一接口端子74;所述mechatrolink-ⅲ控制芯片72设有接收电路和发送电路。
具体的,所述第二电路板80设有电容器81,与电容器81电性连接的第二接口端子82,以及分别与电容器81和主控芯片71电性连接的连接电路。
具体的,所述壳体60包括上盖61,与上盖61扣合后右端开口的下盖62,以及盖合于上盖61和下盖62右端的面盖63;所述面盖63设有用于安装第一接口端子74的第一安装孔631,以及用于安装第二接口端子82的第二安装孔632。
更具体的,所述上盖61内侧设有第一弹性卡块611;所述下盖62内侧设有与第一弹性卡块611相配合的第二弹性卡块621。
所述上盖61右端两侧和下盖62右端两侧面均设有卡固孔;所述面盖63的前端两侧设有与卡固孔相配合的卡固弹块。
进一步的,所述壳体60设有散热通孔。
进一步的,还包括与主控芯片71电性连接的散热风扇。
综上所述:上述的伺服驱动器,由于在第一电路板设有与主控芯片电性连接的mechatrolink-ⅲ控制芯片,且所述通讯电路包括接收电路和发送电路;使得本伺服驱动器能够通过接收电路接收主控制器发出的执行指令,通过发送电路驱动伺服电机做出相应动作,还能通过发送电路给以主控制器反馈,实现了本伺服驱动器的闭环反馈。
另外,本伺服驱动器的壳体分为了上盖、下盖和面盖,且上盖内侧设有第一弹性卡块,下盖内侧设有与第一弹性卡块相配合的第二弹性卡块,上盖右端两侧和下盖右端两侧面均设有卡固孔,面盖的前端两侧设有与卡固孔相配合的卡固弹块。该结构的设计,使得本伺服驱动器的组装非常方便,只需将壳体内的部件放置于下盖上后,再盖上上盖,待第一弹性卡块和第二弹性卡块卡好后,再将面盖盖合于上盖和下盖的右端,使得卡固弹块卡固于卡固孔,随即完成了本伺服驱动器的组装
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