伺服驱动器控制电路的制作方法

文档序号:12197925阅读:786来源:国知局

本实用新型属于驱动器控制领域,具体涉及一种智能伺服驱动器控制电路。



背景技术:

新型智能化全数字交流伺服驱动器,用于驱动交流感应伺服电机和交流永磁同步伺服电机,该产品与智能伺服电机共同构成高端智能伺服系统,作为自动控制系统里核心的快速、智能、精密执行机构,比传统通用伺服产品的性能更加优越,通用性更强,特别是增加了强大的网络功能和无线智能控制功能,是实现工业机器人、数控设备等高端装备制造达到工业4.0标准必备的关键控制部件。本实用新型旨在提高电机控制电流环,速度环和位置环的处理时间。



技术实现要素:

为了解决现有技术中的上述问题,即为了提高电机控制电流环,速度环和位置环的处理时间,本实用新型提供了一种伺服驱动器控制电路。该伺服驱动器控制电路包括核心处理器、电源驱动板、编码器输入/输出模块、外置编码器和操作器,所述核心处理器通过串行外设接口SPI分别与所述电源驱动板和所述操作器连接并进行数据交换,且所述核心处理器的型号为XC7Z020CLG400;所述编码器输入模块与所述外置编码器连接到所述核心处理器,所述核心处理器连接到所述编码器输出模块。

在上述伺服驱动器控制电路的优选实施方式中,所述核心处理器连接有4路数字量输入模块和2路数字量输出模块。

在上述伺服驱动器控制电路的优选实施方式中,所述核心处理器通过并口总线的方式连接DDR3内存扩展。

在上述伺服驱动器控制电路的优选实施方式中,所述核心处理器支持多种标准的工业总线,所述工业总线用于使所述核心处理器与多种系统进行连接。

在上述伺服驱动器控制电路的优选实施方式中,所述核心处理器连接有扩展卡。

在上述伺服驱动器控制电路的优选实施方式中,所述核心处理器能够通过蓝牙与终端设备连接。

在上述伺服驱动器控制电路的优选实施方式中,所述核心处理器通过串行外设接口SPI连接FLASH模块。

在本实用新型的技术方案中,主控处理器通过采用XC7Z020CLG400-1芯片,通过SPI通讯方式实现与电源驱动板的数据交换,XC7Z020CLG400-1芯片给驱动板打PWM的占空比,电流环、速度环、位置环以及编码器的数据处理在XC7Z020CLG400-1用FPGA硬件语言实现,运算时间由原来的60多us提升到10us以内,为更好的实现电机控制起到了至关重要的作用。

附图说明

图1是本实用新型的伺服驱动器控制电路的结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理,并非旨在限制本实用新型的保护范围。例如,尽管附图中的各个构件以特定比例绘制,但是这种比例关系仅仅是示例性的,本领域技术人员可以根据需要对其作出调整,以便适应具体的应用场合。

需要说明的是,在本实用新型的描述中,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外,还需要说明的是,在本实用新型的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接; 可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了提高电机控制电流环,速度环和位置环的处理时间,本实用新型的伺服驱动器控制电路包括核心处理器、电源驱动板、编码器、输入输出单元和操作器。其中,核心处理器采用的是xilinx公司的ZYNQ-7000系列的XC7Z020CLG400-1的这款芯片。该款芯片内包含一个丰富特性的基于双核ARM Cortex-A9的处理子系统(PROCESSING SYSTEM,PS)和XILINX 28nm的可编程逻辑(programmable Logic,PL)单元,工作频率可以到667MHZ。参照图1,图1是本实用新型的伺服驱动器控制电路的结构示意图。如图1所示,核心处理器通过串行外设接口SPI分别与电源驱动板和操作器连接并进行数据交换,通过操作器可以输入一些参数到核心处理器,比如电机型号等信息,并且通过操作器与核心处理器通信进而可以监控电机的电流、转速等信息。编码器输入输出单元连接到核心处理器,编码器输入输出单元包括编码器输入模块、编码器输出模块和外置编码器。具体地,核心处理器能够获取编码器输入模块输入的数据与外置编码器的数据,并对其进行处理,并将处理结果输出到编码器输出模块,外置编码器用于实现定位功能。XC7Z020CLG400-1芯片通过SPI通讯方式实现与电源驱动板实时进行数据交换,XC7Z020CLG400-1芯片给驱动板打PWM的占空比,电流环、速度环、位置环以及编码器的数据处理在XC7Z020CLG400-1用FPGA硬件语言实现,运算时间由原来的至少60us缩短到10us以内,为更好地实现电机的控制起到了至关重要的作用。

进一步,如图1所示,XC7Z020CLG400-1芯片连接有4路数字量输入模块和2路数字量输出模块。

进一步,如图1所示,XC7Z020CLG400-1芯片通过并口总线的方式连接DDR3内存扩展,该DDR3内存存储容量为256Mbit,保证了linux系统的运行空间。

进一步,如图1所示,XC7Z020CLG400-1芯片支持多种标准的工业总线,比如Erthercat、Powelink、CAN等,从而保证了 XC7Z020CLG400-1芯片能够与国内外多种系统连接,具有很好的通用性。

进一步,如图1所示,XC7Z020CLG400-1芯片能够通过蓝牙与终端设备连接。具体地,本实用新型的电路上支持蓝牙无线通讯,这样可以实现6轴机器人驱动器和手机、电脑等终端设备的连接,进而用户通过手机上的APP软件就能够无线操作和监控伺服驱动器的状态,比较方便、直观。

进一步,如图1所示,XC7Z020CLG400-1芯片采用CAN总线连接有扩展卡。具体地,XC7Z020CLG400-1芯片通过ENDATA协议可以扩展外部IO、模拟量、脉冲等板卡,便于功能扩展。

此外,本实用新型的XC7Z020CLG400-1芯片通过串行外设接口SPI连接FLASH模块。

综上所述,本实用新型的主控处理器通过采用XC7Z020CLG400-1芯片,电流环、速度环、位置环以及编码器的数据处理在XC7Z020CLG400-1上用FPGA硬件语言实现,运算时间由原来的60多us提升到10us以内,为更好的实现电机控制起到了至关重要的作用。

至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

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