CN103199773B - 基于总线技术的伺服驱动系统 - Google Patents

基于总线技术的伺服驱动系统 Download PDF

Info

Publication number
CN103199773B
CN103199773B CN201210003735.0A CN201210003735A CN103199773B CN 103199773 B CN103199773 B CN 103199773B CN 201210003735 A CN201210003735 A CN 201210003735A CN 103199773 B CN103199773 B CN 103199773B
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
module
servomotor
drive
control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201210003735.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103199773A (zh
Inventor
孟庆铸
褚明杰
曲道奎
徐方
於晓龙
贾凯
沈德峰
杨奇峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenyang Siasun Robot and Automation Co Ltd
Original Assignee
Shenyang Xinsong Intelligent Drive Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenyang Xinsong Intelligent Drive Co Ltd filed Critical Shenyang Xinsong Intelligent Drive Co Ltd
Priority to CN201210003735.0A priority Critical patent/CN103199773B/zh
Publication of CN103199773A publication Critical patent/CN103199773A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103199773B publication Critical patent/CN103199773B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

一种基于总线技术的伺服驱动系统，包括一上位机及一伺服电机模块，所述伺服电机模块包括至少一伺服电机，所述伺服驱动系统还包括一电源模块、一与所述上位机相连的控制模块及一与所述电源模块、所述控制模块及所述伺服电机模块相连的驱动模块，所述控制模块包括一基于总线技术的总线接口电路，当所述上位机发送所述控制指令时，所述控制模块执行所述控制指令，并通过所述总线接口电路输出一控制信号至所述驱动模块，所述驱动模块通过所述总线接口电路与所述控制模块进行通信，所述驱动模块采集所述伺服电机的电流环，并进行电流闭环运算后输出一用于控制所述伺服电机运行的PWM信号。本发明可以控制多个不同种类的多轴伺服电机的运行。

Description

基于总线技术的伺服驱动系统
技术领域
本发明涉及一种伺服驱动系统，尤指一种基于总线技术的多轴伺服驱动系统。
背景技术
伺服驱动器是一种用来控制伺服电机正常工作的驱动装置。现有的伺服驱动器往往通过一个驱动器来控制一种伺服电机的运行，当想要对不同种类的伺服电机进行控制时，则需要通过多个伺服驱动装置分别对相应的伺服电机进行控制。
另外，现有的伺服电机大多为多轴运行，因此现有的伺服驱动器也很难实现通过一个驱动器来控制不同种类的多轴伺服电机的运行。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种基于总线技术的多轴伺服驱动系统。
一种基于总线技术的伺服驱动系统，其包括一用于发送一控制指令的上位机及一伺服电机模块，所述伺服电机模块包括至少一伺服电机，所述基于总线技术的伺服驱动系统还包括一电源模块、一与所述上位机相连的控制模块及一与所述电源模块、所述控制模块及所述伺服电机模块相连的驱动模块，所述控制模块包括一基于总线技术的总线接口电路，当所述上位机发送所述控制指令时，所述控制模块执行所述控制指令，并通过所述总线接口电路输出一控制信号至所述驱动模块，所述驱动模块通过所述总线接口电路与所述控制模块进行通信，所述驱动模块采集所述伺服电机的电流环，并进行电流闭环运算后输出一用于控制所述伺服电机运行的PWM信号。
相对现有技术，本发明是基于共直流母线技术与总线技术相结合开发而成的，运用总线技术可以控制多个不同种类的多轴伺服电机的运行，实现连接简单、方便扩展、模块化多轴控制的目的。
附图说明
图1为本发明基于总线技术的伺服驱动系统较佳实施方式的系统框图。
图2为本发明基于总线技术的伺服驱动系统较佳实施方式的具体结构图。
主要元件符号说明
上位机10
控制模块20
I/O电路21
通讯电路23
DSP控制电路25
总线接口电路27
编码器串行通信接口电路29
电源模块30
三相交流电源31
整流电路33
再生制动电路35
驱动模块40
驱动电路41
总线接口子电路43
DSP驱动子电路45
功率驱动子电路47
电流检测及保护子电路49
伺服电机模块50
伺服电机51
电机编码器53
编码器串行通信模块60
编码器接口61
编码器串行通信接口63
直流母线电压V1
具体实施方式
请参阅图1，本发明基于总线技术的伺服驱动系统较佳实施方式用于控制多个不同种类的伺服电机，该基于总线技术的多轴伺服驱动系统包括一上位机10、一电源模块30、一与该上位机10相连的控制模块20、一与该电源模块30及该控制模块20相连的驱动模块40、一与该驱动模块40相连的伺服电机模块50及一连接于该控制模块20与该伺服电机模块50之间的编码器串行通信模块60。
当该上位机10发出一控制指令至该控制模块20时，该控制模块20执行该上位机10发出的控制指令，并根据该控制指令通过该驱动模块40来控制该伺服电机模块50的运行。
请参阅图2，图2为本发明基于总线技术的伺服驱动系统较佳实施方式的具体结构图。其中，该电源模块30包括一三相交流电源31、一与该三相交流电源31相连的整流电路33及一与该整流电路33相连的再生制动电路35；该控制模块20包括一与该上位机10相连的I/O(Input/Output，输入/输出)电路21、一与该上位机10相连的通讯电路23、一与该I/O电路21及该通讯电路23相连的DSP(DigitalSignalProcessing，数字信号处理)控制电路25、一与该DSP控制电路25相连的总线接口电路27及一与该DSP控制电路25相连的编码器串行通信接口电路29；该伺服电机模块50包括多个不同种类的伺服电机51，每一伺服电机51包括一电机编码器53；该驱动模块40包括多个分别与该伺服电机模块50的伺服电机51对应连接的驱动电路41，每一驱动电路41均包括一总线接口子电路43、一与该总线接口子电路43相连的DSP驱动子电路45、一与该DSP驱动子电路45相连的功率驱动子电路47及一连接于该功率驱动子电路47与该伺服电机51之间的电流检测及保护子电路49，每相邻两个驱动电路41的总线接口子电路43相互连接，且第一个驱动电路41的总线接口子电路43与该控制模块20的总线接口电路27相连每相邻两个驱动电路41的功率驱动子电路47相互连接，且第一个驱动电路41的功率驱动子电路47与该电源模块30的整流电路33及再生驱动电路35相连；该编码器串行通信模块60包括一与该伺服电机模块50的每一伺服电机51分别相连的编码器接口61及一连接于该编码器接口61与该控制模块20的编码器串行通信接口电路29之间的编码器串行通信接口63。
在本实施方式中，该控制模块20的通讯电路23可以为基于CAN总线、RS232接口、RS485接口或RS422接口中的一种或几种的电路；该控制模块20的总线接口电路27与每一驱动电路41的总线接口子电路43可以为基于EtherCAT协议、CAN总线、RS232接口、RS485接口或RS422接口中一种的电路该DSP控制电路25为该控制模块20中的核心控制芯片。
请同时参阅图1与图2，本发明基于总线技术的伺服驱动系统较佳实施方式的工作原理如下：
该电源模块30中的三相交流电源31经过整流电路33整流后输出一直流母线电压V1至该驱动模块40内的功率驱动子电路47，且多个驱动电路41共用一个直流母线。当需要控制多轴伺服电机51时，可将更多的驱动电路41并接于同一个直流母线上，当并接的驱动电路41过多时，则会产生过多的再生能量而导致该直流母线电压V1的升高，此时，该电源模块30中的再生制动电路35将开始作用来释放产生的再生能量。
该伺服电机模块50内伺服电机51的电机编码器53分别输出各轴伺服电机的位置信号至该编码器串行通信模块60的编码器接口61上，该编码器串行通信接口63处理接收的各轴伺服电机的位置信号，并将处理后的位置信号传送至该控制模块20内的编码器串行通信接口电路29，该DSP控制电路25对该编码器串行通信接口电路29传送的信号进行位置闭环与速度闭环的运算。
当需要对该伺服电机模块50内的多个伺服电机51进行控制时，该上位机10通过该控制模块20中的I/O电路21或通信电路23传送用于对整个伺服驱动系统进行控制的控制指令，该控制模块20内的DSP控制电路25处理并执行该上位机10传送的控制指令，同时对该编码器串行通信模块60采集来的伺服电机51的各轴的位置信号进行伺服驱动系统闭环控制中的位置闭环与速度闭环的运算，并将位置环与速度环最终的计算值经由该总线接口电路27传送至该驱动模块40的每一总线接口子电路43。
该驱动模块40通过总线接口电路27与该控制模块20进行交互通信即该控制模块20输出的控制信号经由该总线接口电路27及该驱动模块40的每一总线接口子电路43传送至每一DSP驱动子电路45，该电流检测及保护子电路49进行电流环采样，采集到的电流环信号在该DSP驱动子电路45中进行电流闭环运算，最终输出PWM(PulseWidthModulation，脉冲宽度调制)信号来驱动对应的功率驱动子电路47内的控制开关的开通或关断，进而控制每一伺服电机51的运行。当该电流检测及保护子电路49采样的电流值过大时，将使得每一驱动电路41内的DSP驱动子电路45关断PWM信号，从而使得伺服电机51停止运行，达到保护的目的。
在本发明中，多个不同种类的伺服电机51的控制算法均在DSP驱动子电路45中进行，如果想要控制多轴伺服电机51时，只需要扩展多个驱动电路41，将每一驱动电路41通过总线接口子电路43的接口互连，并与该控制模块20进行信号交互。
如果该伺服电机模块50内的每一伺服电机51均不包括电机编码器53，则本发明可以不包括该编码器串行通信模块60，且该控制模块20内的DSP控制电路25将不作闭环运算，直接处理并执行该上位机10传送的控制指令，通过总线接口电路27及该驱动模块40的每一总线接口子电路43驱动每一驱动电路41，进而控制每一伺服电机51的运行。
本发明由于使用了独立模块化的结构方式，各个模块相对独立，因此使用上更加灵活，可实现单轴或多轴伺服电机的控制，开环或闭环的控制，各种不同种类电机的控制，且由于电流环与位置环、速度环分别在两个模块中完成，响应速度更快。
本发明基于总线技术的伺服驱动系统是基于共直流母线技术与总线技术相结合开发而成的，运用总线技术最多可扩展驱动10轴以上不同种电机的运行，实现连接简单、方便扩展、模块化多轴控制的目的。

Claims (6)

1.一种基于总线技术的伺服驱动系统，其包括一用于发送一控制指令的上位机及一伺服电机模块，所述伺服电机模块包括至少一伺服电机，其特征在于：所述基于总线技术的伺服驱动系统还包括一电源模块、一与所述上位机相连的控制模块及一与所述电源模块、所述控制模块及所述伺服电机模块相连的驱动模块，所述控制模块包括一基于总线技术的总线接口电路，当所述上位机发送所述控制指令时，所述控制模块执行所述控制指令，并通过所述总线接口电路输出一控制信号至所述驱动模块，所述驱动模块通过所述总线接口电路与所述控制模块进行通信，所述驱动模块采集所述伺服电机的电流环，并进行电流闭环运算后输出一用于控制所述伺服电机运行的PWM信号；
所述基于总线技术的伺服驱动系统还包括一连接于所述控制模块与所述伺服电机模块之间的编码器串行通信模块，所述编码器串行通信模块将所述伺服电机各轴的位置信号传送至所述控制模块，所述控制模块进行位置闭环与速度闭环的运算，并将计算值经由所述总线接口电路传送至所述驱动模块；
所述伺服电机模块包括多个不同种类的伺服电机，所述驱动模块包括多个分别与所述伺服电机对应连接的驱动电路，每一驱动电路均包括一与所述总线接口电路相连的总线接口子电路、一与所述总线接口子电路相连的DSP驱动子电路、一与所述DSP驱动子电路相连的功率驱动子电路及一连接于所述功率驱动子电路与所述伺服电机之间的电流检测及保护子电路；
每相邻两个驱动电路的总线接口子电路相互连接，每相邻两个驱动电路的功率驱动子电路相互连接，且第一个驱动电路的功率驱动子电路与所述电源模块相连，所述控制模块输出的控制信号经由所述总线接口电路及所述驱动模块的每一总线接口子电路传送至每一DSP驱动子电路，所述电流检测及保护子电路采集所述伺服电机的电流环，所述DSP驱动子电路进行电流闭环运算并输出PWM信号来驱动对应的功率驱动子电路内的控制开关的开通或关断，进而控制每一伺服电机的运行。
2.如权利要求1所述的基于总线技术的伺服驱动系统，其特征在于：所述控制模块还包括一与所述上位机相连的I/O电路、一与所述上位机相连的通讯电路、一与所述I/O电路、所述通讯电路及所述总线接口电路相连的DSP控制电路及一与所述DSP控制电路相连的编码器串行通信接口电路，所述DSP控制电路处理并执行所述上位机传送的控制指令，同时对所述编码器串行通信模块传送的所述伺服电机各轴的位置信号进行位置闭环与速度闭环的运算，并将计算值经由所述总线接口电路传送至所述驱动模块。
3.如权利要求1所述的基于总线技术的伺服驱动系统，其特征在于：当所述电流检测及保护子电路采样的电流值过大时，将使得所述驱动电路内的DSP驱动子电路关断所述PWM信号，所述伺服电机停止运行。
4.如权利要求1所述的基于总线技术的伺服驱动系统，其特征在于：所述电源模块包括一三相交流电源、一与所述三相交流电源相连的整流电路及一与所述整流电路相连的再生制动电路，所述三相交流电源经过所述整流电路整流后输出一直流母线电压至所述驱动模块的功率驱动子电路，所述多个驱动电路共用一个直流母线。
5.如权利要求4所述的基于总线技术的伺服驱动系统，其特征在于：当所述驱动电路的个数过多时，所述电源模块中的再生制动电路开始作用来释放产生的再生能量。
6.如权利要求4所述的基于总线技术的伺服驱动系统，其特征在于：所述每一伺服电机包括一电机编码器，所述编码器串行通信模块包括一与每一伺服电机分别相连的编码器接口及一连接于所述编码器接口与所述控制模块的编码器串行通信接口电路之间的编码器串行通信接口。
CN201210003735.0A 2012-01-06 2012-01-06 基于总线技术的伺服驱动系统 Expired - Fee Related CN103199773B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210003735.0A CN103199773B (zh) 2012-01-06 2012-01-06 基于总线技术的伺服驱动系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210003735.0A CN103199773B (zh) 2012-01-06 2012-01-06 基于总线技术的伺服驱动系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103199773A CN103199773A (zh) 2013-07-10
CN103199773B true CN103199773B (zh) 2016-06-22

Family

ID=48722165

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210003735.0A Expired - Fee Related CN103199773B (zh) 2012-01-06 2012-01-06 基于总线技术的伺服驱动系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103199773B (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103744376B (zh) * 2013-12-26 2018-10-26 清能德创电气技术（北京）有限公司 一种伺服驱动器及使用该伺服驱动器的多轴控制系统
CN105824267B (zh) * 2015-01-05 2019-02-15 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 一种用于机器人伺服驱动器的智能电源
CN104617819A (zh) * 2015-02-27 2015-05-13 北京精密机电控制设备研究所 高可靠的伺服控制驱动器
CN107153366A (zh) * 2016-03-05 2017-09-12 上海智殷自动化科技有限公司 一种基于EtherCAT的小型数字化低压交流伺服
CN107294428A (zh) * 2016-04-08 2017-10-24 陈丰田 Cnc伺服控制驱动系统
CN105846733A (zh) * 2016-05-30 2016-08-10 科德数控股份有限公司 一体化六轴工业机器人驱动装置
CN106208876B (zh) * 2016-08-02 2018-07-03 苏州艾文芯伺电气技术有限公司 多轴交流伺服电机控制装置
CN106169899A (zh) * 2016-09-23 2016-11-30 江西洪都航空工业集团有限责任公司 一种兼容有刷无刷的双路伺服控制系统
CN106849765A (zh) * 2016-12-05 2017-06-13 重庆华数机器人有限公司 一种基于EtherCAT的直流共母线伺服驱动装置
CN106527336A (zh) * 2016-12-08 2017-03-22 大连三高集团有限公司 一种倒棱机自动控制系统及方法
CN109698642A (zh) * 2019-02-21 2019-04-30 广东工业大学 一种伺服电机控制方法及系统
CN114221598B (zh) * 2021-12-09 2023-10-31 武汉华中数控股份有限公司 一种可插拔式多轴一体化伺服驱动装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101090246A (zh) * 2006-06-15 2007-12-19 台达电子工业股份有限公司 三合一的交流伺服驱动器
CN101114174A (zh) * 2007-08-30 2008-01-30 广东工业大学 嵌入式四轴运动控制器
JP2008054811A (ja) * 2006-08-30 2008-03-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 洗濯乾燥機のモータ駆動装置
CN101442283A (zh) * 2007-11-23 2009-05-27 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 一种基于dsp的双电机同步伺服驱动装置
CN101860290A (zh) * 2009-04-13 2010-10-13 深圳市科姆龙电气技术有限公司 多功能交流伺服驱动器
CN102130640A (zh) * 2011-01-25 2011-07-20 南京雪曼机电科技有限公司 多轴同步伺服驱动系统及其同步控制方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101090246A (zh) * 2006-06-15 2007-12-19 台达电子工业股份有限公司 三合一的交流伺服驱动器
JP2008054811A (ja) * 2006-08-30 2008-03-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 洗濯乾燥機のモータ駆動装置
CN101114174A (zh) * 2007-08-30 2008-01-30 广东工业大学 嵌入式四轴运动控制器
CN101442283A (zh) * 2007-11-23 2009-05-27 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 一种基于dsp的双电机同步伺服驱动装置
CN101860290A (zh) * 2009-04-13 2010-10-13 深圳市科姆龙电气技术有限公司 多功能交流伺服驱动器
CN102130640A (zh) * 2011-01-25 2011-07-20 南京雪曼机电科技有限公司 多轴同步伺服驱动系统及其同步控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103199773A (zh) 2013-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103199773B (zh) 基于总线技术的伺服驱动系统
JP2022516812A (ja) ＥｔｈｅｒＣＡＴ Ｐバス技術に基づく多軸サーボモータ制御システムおよび方法
CN109981010A (zh) 一种电机驱动系统及方法
CN201302669Y (zh) 运行状态监测的直流电机驱动系统
CN103744376B (zh) 一种伺服驱动器及使用该伺服驱动器的多轴控制系统
US9201418B1 (en) Servo motor drive
CN106549537A (zh) 一种电子调速器、永磁同步电机组件以及无人飞行器
CN104670321B (zh) 电动叉车以及用于电动叉车的转向控制系统
CN206640524U (zh) 一种直流无刷电机双驱矢量控制器
CN204360214U (zh) 一种面向机器人的嵌入式智能移动控制器
CN103516263A (zh) 在电动机的驱动准备完成时变更数据通信速度的主机装置
CN206878730U (zh) 电机驱动器
CN103777607A (zh) 一种地铁屏蔽门门机控制器
CN204613716U (zh) 一种多电机驱动集中控制系统的接口模块
CN105373109B (zh) 一种Delta机器人驱控系统
CN103701369A (zh) 一种新型高功率密度直流无刷电机驱动器电路
CN109217738B (zh) 一种四轴集成的伺服驱动器及伺服驱动控制方法
CN104467564A (zh) 一种冗余的直流无刷电机控制系统
CN205178924U (zh) 一种sfc高压静止同步变频软启动装置主控制单元
CN205004963U (zh) 一种逆变器控制装置
CN103248284A (zh) 线性磁轴电机专用驱动器
CN207571568U (zh) 控制系统、控制芯片及机器人
CN203423640U (zh) 一种直流无刷伺服控制系统
CN205353744U (zh) 一种Delta机器人驱控系统
CN104362909A (zh) 一种无刷直流电机控制器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: SHENYANG XINSONG SMART DRIVER CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: SHENYANG XINSONG ROBERT AUTOMATION CO., LTD.

Effective date: 20150521

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20150521

Address after: Hunnan New District Jinhui street in Shenyang of Liaoning province 110168 city 16-1 No.

Applicant after: Shenyang Siasun Robot & Automation Co., Ltd.

Address before: Hunnan New District Jinhui street in Shenyang of Liaoning province 110168 City No. 16

Applicant before: Shenyang Xinsong Robert Automation Co., Ltd.

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160622

Termination date: 20170106

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee