CN105573255B - 数控系统对伺服驱动控制的接口电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种数控系统对伺服驱动控制的接口电路，包括信号总线，所述信号总线连接数控系统及伺服驱动，所述信号总线连接伺服驱动的任意轴接口，所述信号总线包括速度控制电路、参考电压切换电路以及反馈信号处理电路，所述速度控制电路、参考电压切换电路以及反馈信号处理电路连接伺服驱动的轴地址存储器，本发明能够灵活地实现各种控制信号的总线输入，轴地址信号完成相应控制。
Description
技术领域
本发明属于数控技术领域，特别涉及一种数控系统对伺服驱动控制的接口电路。
背景技术
目前，当前数控系统对伺服驱动的控制信号包含速度控制、位置反馈、回零信号和地址鉴别四种信号，其中速度控制信号又分为两大类：脉冲和±10V电压信号；位置反馈一般都是编码器的正交方波信号；回零信号一般为24V开关信号；地址鉴别信号一般由该接口所处的位置确定，任何一个伺服驱动器接到第三个接口(从上往下数)时都只能是X轴，接到第四个口时只能是Y轴。一旦相应的接口发生故障时，即使有多余的轴接口空着，也只能停机维修。
因此，鉴于上述方案于实际制作及实施使用上的缺失之处，而加以修正、改良，同时本着求好的精神及理念，并由专业的知识、经验的辅助，以及在多方巧思、试验后，方创设出本发明，特再提供一种数控系统对伺服驱动控制的接口电路，能够灵活地实现各种控制信号的总线输入，轴地址信号完成相应控制。
发明内容
本发明提出一种数控系统对伺服驱动控制的接口电路，解决了现有技术中难以实现数控系统不同控制信号灵活接入，轴地址信号难以完成相应控制的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：一种数控系统对伺服驱动控制的接口电路，包括信号总线，所述信号总线连接数控系统及伺服驱动，所述信号总线连接伺服驱动的任意轴接口，所述信号总线包括速度控制电路、参考电压切换电路以及反馈信号处理电路，所述速度控制电路、参考电压切换电路以及反馈信号处理电路连接伺服驱动的轴地址存储器。
作为一种优选的实施方式，所述速度控制电路包括包括第一运放，所述第一运放接入参考电压，第一运放的输出端连接电源管理电路，电源管理电路的输出端连接有整形电路，整形电路连接有整形保护电路，整形保护电路连接有限流电路。
作为一种优选的实施方式，所述电源管理电路包括一电源管理芯片，电源管理芯片通过第一电阻接地端，所述整形电路包括第二运放及第三运放，第二运放的同相输入端接地，反相输入端连接电源管理芯片，反相输入端与输出端之间连接有第二电容，第二运放通过第五电阻连接第三运放的同相输入端，第三运放的第一电源引脚分别通过第六电阻和第十电容接地，第三运放的第二电源引脚分别通过第七电阻和第十一电容接地。
作为一种优选的实施方式，第三运放的反相输入端与输出端之间连接有第十六电阻，第三运放的输出端通过第十七电阻连接整形保护电路，整形保护电路包括一双向钳位二极管，限流电路包括一保险丝。
作为一种优选的实施方式，参考电压切换电路包括两路输入端子，第一路输入端子接入参考电压，第二路输入端子接入时钟信号，第一路输入端子依次连接第一开关电路和第二开关电路后输出；第二路输入端子依次连接第一鉴相电路、第二鉴相电路和第三鉴相电路，第二鉴相电路连接第一开关电路，第三鉴相电路连接第二开关电路。
作为一种优选的实施方式，第一开关电路包括第一双刀双掷开关，第二开关电路包括第二双刀双掷开关；第一双刀双掷开关的其中一路输出端接地端；第二双刀双掷开关的两路输出端输出电压分别为+10V和-10V；，第二开关电路双刀双掷开关的两个输出端输出电压相位差为90度；第一鉴相电路包括第一标准收发器，第一标准收发器通过第一电阻接入电源电压；所述第二鉴相电路包括第二标准收发器，第二标准收发器通过第二电阻接入电源电压，第二标准收发器连接第一双刀双掷开关的两路输入端，第一标准收发器与第二标准收发器之间接入电源电压；所述第三鉴相电路包括第三标准收发器，第三标准收发器通过第三电阻接入电源电压，第三标准收发器连接第二双刀双掷开关的两路输入端。
作为一种优选的实施方式，反馈信号处理电路包括包括两路接线端子，两路接线端子之间连接有滤波电路，两路接线端子连接有鉴幅电路，两路接线端子连接有收发电路，两路接线端子连接有上拉电路，所述所述滤波电路包括串联的第二十电阻及第十六电容，第二十电阻的另一端连接接线端子，第十六电容的另一端连接接线端子。
作为一种优选的实施方式，收发电路与上拉电路之间连接有限流电路，限流电路包括第十电阻和第十一电阻，第十电阻和第十一电阻分别连接两路接线端子，上拉电路包括第八电阻和第九电阻，第八电阻和第九电阻分别连接两路接线端子。
作为一种优选的实施方式，收发电路包括一四路差动线路收发器，四路差动线路收发器的两个输入端分别连接第十电阻及第十一电阻。
作为一种优选的实施方式，输入信号为脉冲信号，所述鉴幅电路为双向鉴幅电路，所述收发电路的输出端输出信号为正交方波信号。
采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：反馈信号先通过自恢复的保险丝(保持电流100mA，终断电流200mA)的电流保护，然后输入给差分转单端接收器，最后由单端信号反馈给主板。在差分信号端还接入了电阻电容串联的滤波电路，对高位尖脉冲信号进行缓冲、吸收；又使用双向TVS二极管-ITA18B1芯片，拥有300W耗散功率，25V的钳位电压，峰值浪涌电流40A，防静电电压15kV。各控制信号的总线输入，轴地址信号相应控制的方式实现了速度控制信号的高精度转换。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的方框示意图；
图2为图1中速度控制电路的具体电路图；
图3为图1中参考电压切换电路的具体电路图；
图4为图1中反馈信号处理电路的电路图。
图中，R1-第一电阻；R5-第五电阻；R6-第六电阻；R7-第七电阻；R16-第十六电阻；R17-第十七电阻；U1-第一运放；U2-第二运放；U3-第三运放；C2-第二电容；C10-第十电容；C11-第十一电容；F11-保险丝；R10-第十电阻；R11-第十一电阻；R20-第二十电阻；C11-第十一电容；U-四路差动线路收发器；K1-第一开关；K2-第二开关；B1-第一标准收发器；B2-第二标准收发器；B3-第三标准收发器；R1-第一电阻；R2-第二电阻；R3-第三电阻。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，数控系统对伺服驱动控制的接口电路，包括信号总线，所述信号总线连接数控系统及伺服驱动，其特征在于，所述信号总线连接伺服驱动的任意轴接口，所述信号总线包括速度控制电路、参考电压切换电路以及反馈信号处理电路，所述速度控制电路、参考电压切换电路以及反馈信号处理电路连接伺服驱动的轴地址存储器。
请参照图2-图4，速度控制电路包括第一运放U1，所述第一运放U1接入参考电压，第一运放U1的输出端连接电源管理电路，电源管理电路的输出端连接有整形电路，整形电路连接有整形保护电路，整形保护电路连接有限流电路。所述第一运放U1为五端运放，所述电源管理电路包括一电源管理芯片，电源管理芯片通过第一电阻接地端。所述整形电路包括第二运放U2及第三运放U3，第二运放U2的同相输入端接地，反相输入端连接电源管理芯片，反相输入端与输出端之间连接有第二电容C2，第二运放U2通过第五电阻R5连接第三运放U3的同相输入端，第三运放U3的第一电源引脚分别通过第六电阻R6和第十C10电容接地，第三运放U3的第二电源引脚分别通过第七电阻和第十一电容接地，第三运放U3的反相输入端与输出端之间连接有第十六电阻R16。所述第三运放的输出端通过第十七电阻R17连接整形保护电路，所述整形保护电路包括一双向钳位二极管。所述限流电路包括一保险丝F11。
参考电压切换电路，包括两路输入端子，所述第一路输入端子接入参考电压，第二路输入端子接入时钟信号，第一路输入端子依次连接第一开关电路和第二开关电路后输出；第二路输入端子依次连接第一鉴相电路、第二鉴相电路和第三鉴相电路，第二鉴相电路连接第一开关电路，第三鉴相电路连接第二开关电路。所述第一开关电路包括第一双刀双掷开关K1，第二开关电路包括第二双刀双掷开关K2。所述第一双刀双掷开关K1的其中一路输出端接地端。所述第二双刀双掷开关K2的两路输出端输出电压分别为+10V和-10V。所述第二双刀双掷开关K2的两个输出端输出电压相位差为90度。所述第一鉴相电路包括第一标准收发器B1，第一标准收发器B1通过第一电阻R1接入电源电压。所述第二鉴相电路包括第二标准收发器B2，第二标准收发器B2通过第二电阻R2接入电源电压，第二标准收发器B2连接第一双刀双掷开关K1的两路输入端，第一标准收发器B1与第二标准收发器B2之间接入电源电压。所述第三鉴相电路包括第三标准收发器B3，第三标准收发器B3通过第三电阻R3接入电源电压，第三标准收发器B3连接第二双刀双掷开关K2的两路输入端。
滤波电路包括串联的第二十电阻R20及第十六电容C16，第二十电阻R20的另一端连接接线端子，第十六电容C16的另一端连接接线端子。收发电路与上拉电路之间连接有限流电路，限流电路包括第十电阻R10和第十一电阻R11，第十电阻R10和第十一电阻R11分别连接两路接线端子。上拉电路包括第八电阻和第九电阻，第八电阻和第九电阻分别连接两路接线端子。收发电路包括一四路差动线路收发器U，四路差动线路收发器U的两个输入端分别连接第十电阻R10及第十一电阻R11。其中输入信号为脉冲信号。鉴幅电路为双向鉴幅电路。收发电路的输出端输出信号为正交方波信号。
该数控系统对伺服驱动控制的接口电路的工作原理是：反馈信号先通过自恢复的保险丝(保持电流100mA，终断电流200mA)的电流保护，然后输入给差分转单端接收器，最后由单端信号反馈给主板。在差分信号端还接入了电阻电容串联的滤波电路，对高位尖脉冲信号进行缓冲、吸收；又使用双向TVS二极管-ITA18B1芯片，拥有300W耗散功率，25V的钳位电压，峰值浪涌电流40A，防静电电压15kV。各控制信号的总线输入，轴地址信号相应控制的方式实现了速度控制信号的高精度转换。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种数控系统对伺服驱动控制的接口电路，包括信号总线，所述信号总线连接数控系统及伺服驱动，其特征在于，所述信号总线连接伺服驱动的任意轴接口，所述信号总线包括速度控制电路、参考电压切换电路以及反馈信号处理电路，所述速度控制电路、参考电压切换电路以及反馈信号处理电路连接伺服驱动的轴地址存储器；参考电压切换电路包括两路输入端子，第一路输入端子接入参考电压，第二路输入端子接入时钟信号，第一路输入端子依次连接第一开关电路和第二开关电路后输出；第二路输入端子依次连接第一鉴相电路、第二鉴相电路和第三鉴相电路，第二鉴相电路连接第一开关电路，第三鉴相电路连接第二开关电路。
2.根据权利要求1所述的数控系统对伺服驱动控制的接口电路，其特征在于，所述速度控制电路包括第一运放，所述第一运放接入参考电压，第一运放的输出端连接电源管理电路，电源管理电路的输出端连接有整形电路，整形电路连接有整形保护电路，整形保护电路连接有限流电路。
3.根据权利要求2所述的数控系统对伺服驱动控制的接口电路，其特征在于，所述电源管理电路包括一电源管理芯片，电源管理芯片通过第一电阻接地端，所述整形电路包括第二运放及第三运放，第二运放的同相输入端接地，反相输入端连接电源管理芯片，反相输入端与输出端之间连接有第二电容，第二运放通过第五电阻连接第三运放的同相输入端，第三运放的第一电源引脚分别通过第六电阻和第十电容接地，第三运放的第二电源引脚分别通过第七电阻和第十一电容接地。
4.根据权利要求3所述的数控系统对伺服驱动控制的接口电路，基特征在于，第三运放的反相输入端与输出端之间连接有第十六电阻，第三运放的输出端通过第十七电阻连接整形保护电路，整形保护电路包括一双向钳位二极管，限流电路包括一保险丝。
5.根据权利要求1所述的数控系统对伺服驱动控制的接口电路，其特征在于，第一开关电路包括第一双刀双掷开关，第二开关电路包括第二双刀双掷开关；第一双刀双掷开关的其中一路输出端接地端；第二双刀双掷开关的两路输出端输出电压分别为+10V和－10V；第二开关电路双刀双掷开关的两个输出端输出电压相位差为90度；第一鉴相电路包括第一标准收发器，第一标准收发器通过第一电阻接入电源电压；所述第二鉴相电路包括第二标准收发器，第二标准收发器通过第二电阻接入电源电压，第二标准收发器连接第一双刀双掷开关的两路输入端，第一标准收发器与第二标准收发器之间接入电源电压；所述第三鉴相电路包括第三标准收发器，第三标准收发器通过第三电阻接入电源电压，第三标准收发器连接第二双刀双掷开关的两路输入端。
6.根据权利要求1所述的数控系统对伺服驱动控制的接口电路，其特征在于，反馈信号处理电路包括两路接线端子，两路接线端子之间连接有滤波电路，两路接线端子连接有鉴幅电路，两路接线端子连接有收发电路，两路接线端子连接有上拉电路，所述滤波电路包括串联的第二十电阻及第十六电容，第二十电阻的另一端连接接线端子，第十六电容的另一端连接接线端子。
7.根据权利要求6所述的数控系统对伺服驱动控制的接口电路，其特征在于，收发电路与上拉电路之间连接有限流电路，限流电路包括第十电阻和第十一电阻，第十电阻和第十一电阻分别连接两路接线端子，上拉电路包括第八电阻和第九电阻，第八电阻和第九电阻分别连接两路接线端子。
8.根据权利要求7所述的数控系统对伺服驱动控制的接口电路，其特征在于，收发电路包括一四路差动线路收发器，四路差动线路收发器的两个输入端分别连接第十电阻及第十一电阻。
9.根据权利要求8所述的数控系统对伺服驱动控制的接口电路，其特征在于，输入信号为脉冲信号，所述鉴幅电路为双向鉴幅电路，所述收发电路的输出端输出信号为正交方波信号。
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