CN106842990A - 一种伺服驱动控制一体化装置 - Google Patents
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- G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
Abstract
本发明提供一种伺服驱动控制一体化装置，包括控制模块，用以运行一伺服电机程序，以根据伺服电机程序向驱动模块发送运动控制信号；并用以根据一反馈信号更新伺服电机程序；整流模块，与一外部交流电电连接并整流，用以为控制模块提供第一电源信号以及为伺服驱动模块提供第二电源信号；伺服驱动模块，包括功率单元以及与反馈单元，其中，功率单元用以根据整流模块提供的第一电源信号和运动控制信号控制电机的运动，反馈单元用以获取与电机相关的参数，向控制模块发送反馈信号。本发明的伺服驱动装置可去除传统的上位机和模块间连接的总线，体积小、集成度高、结构简单、且耗能低。
Description
技术领域
本发明涉及控制领域，特别是涉及一种伺服驱动控制一体化装置。
背景技术
目前传统多轴控制系统主要由主控制器、运动控制器、伺服驱动器组成。主控制器与运动控制器通讯，再通过总线连接各个伺服驱动器及伺服电机。结构复杂、部件多、体积大、实时性难以提高、小型化十分困难、维护维修困难。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种伺服驱动控制一体化装置，用于解决现有技术中的伺服驱动系统体积大、结构复杂、运行的稳定性和实时性不高的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种伺服驱动控制一体化装置，，包括：控制模块、整流模块、以及伺服驱动模块；所述控制模块，集成于一片上系统，用以运行一伺服电机程序，以根据所述伺服电机程序向所述驱动模块发送运动控制信号；并用以根据一反馈信号更新所述伺服电机程序；所述整流模块，与一外部交流电电连接并整流，用以为所述控制模块提供第一电源信号以及为所述伺服驱动模块提供第二电源信号；所述伺服驱动模块，包括与电机和所述整流模块电连接的功率单元以及与所述电机电连接的反馈单元，其中，所述功率单元用以根据所述整流模块提供的第一电源信号和所述运动控制信号控制所述电机的运动，所述反馈单元用以获取与所述电机相关的参数，向所述控制模块发送反馈信号。
于本发明的一具体实施例中，所述整流模块通过共直流母线与所述功率单元电连接。
于本发明的一具体实施例中，所述运动控制信号包括抱闸信号或PWM信号。
于本发明的一具体实施例中，所述控制模块还用以根据所述伺服电机程序向所述整流模块发送令所述整流模块对外部交流电进行整流的整流信号。
于本发明的一具体实施例中，所述电机为多个，所述功率单元用以根据所述整流模块提供的电源和所述运动控制信号分别控制各所述电机执行相应的运动；且所述反馈单元用以分别获取与各所述电机相关的参数，以分别向所述控制模块发送与各电机对应的反馈信号。
于本发明的一具体实施例中，所述控制模块还用以根据对所述反馈信号的比较，以判断是否生成一报警信号。
于本发明的一具体实施例中，所述控制模块包括处理器和与所述处理器电连接的逻辑控制器。
于本发明的一具体实施例中，所述处理器用以根据所述伺服电机程序向所述驱动模块发送运动控制信号，并用以根据一反馈信号更新所述伺服电机程序。
于本发明的一具体实施例中，所述伺服驱动装置还包括外围接口单元，用以通过所述控制模块的逻辑控制器与外部器件通信。
于本发明的一具体实施例中，所述外围接口单元至少包括以下接口中的一种：串口、网口、工业总线接口、以及外部存储卡接口。
于本发明的一具体实施例中，所述控制模块还包括与所述处理器连接的高速内存卡，其中，所述高速内存卡中存储有所述伺服电机程序。
如上所述，本发明的伺服驱动控制一体化装置，包括：控制模块、整流模块、以及伺服驱动模块；所述控制模块，集成于一片上系统，用以运行一伺服电机程序，以根据所述伺服电机程序向所述伺服驱动模块发送运动控制信号；并用以根据一反馈信号更新所述伺服电机程序；所述整流模块，与一外部交流电电连接并整流，用以为所述控制模块提供第一电源信号以及为所述伺服驱动模块提供第二电源信号；所述伺服驱动模块，包括与电机和所述整流模块电连接的功率单元以及与所述电机电连接的反馈单元，其中，所述功率单元用以根据所述整流模块提供的第一电源信号和所述运动控制信号控制所述电机的运动，所述反馈单元用以获取与所述电机相关的参数，向所述控制模块发送反馈信号。本发明的伺服驱动装置可去除传统的上位机和模块间连接的总线，体积小、集成度高、结构简单、且耗能低。
附图说明
图1显示为本发明的一种伺服驱动控制一体化装置在一具体实施例中的应用示意图。
图2显示为本发明的一种伺服驱动控制一体化装置在一具体实施例中的应用示意图。
图3显示为本发明的一种伺服驱动控制一体化装置在一具体实施例中运行的原理流程图。
元件标号说明
1 伺服驱动控制一体化装置
11 控制模块
111 处理器
112 逻辑控制器
12 整流模块
13 伺服驱动模块
131 功率单元
132 反馈单元
14 外围接口单元
2 电机
S11～S15 步骤
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
请参阅图1，显示为本发明的一种伺服驱动控制一体化装置在一具体实施例中的应用示意图。
所述伺服驱动装置1，包括：控制模块11、整流模块12、以及伺服驱动模块13。
所述控制模块11集成于一片上系统，用以运行一伺服电机程序，以根据所述伺服电机程序向所述驱动模块发送运动控制信号；并用以根据一反馈信号更新所述伺服电机程序，以实现对电机的精准控制。传统的伺服驱动控制中的控制模块基本为PC机等装置，体积非常大，集成度低。本发明的所述控制模块11、整流模块12、以及伺服驱动模块13在大规模生产时，可优选的集成于一个器具箱中，实现一体化的设计，且可以免除传统的上位机与模块间通信的总线，体积小、集成度高、操作灵活、且替换方便。
所述整流模块12与一外部交流电电连接并整流，用以为所述控制模块11提供第一电源信号以及为所述伺服驱动模块13提供第二电源信号；具体的，外部交流电经整流模块12整流后，再经一电压调节芯片转换为24V的电源，再通过降压芯片，实现多个规格的电压的输出，以为控制模块11的各部分供电。
于本发明的一具体实施例中，所述控制模块11还用以根据所述伺服电机程序向所述整流模块12发送令所述整流模块12对外部交流电进行整流的整流信号。
所述伺服驱动模块13包括与电机2和所述整流模块12电连接的功率单元131以及与所述电机2电连接的反馈单元132，其中，所述功率单元131用以根据所述整流模块12提供的第一电源信号和所述运动控制信号控制所述电机的运动，优选的，所述运动控制信号包括抱闸信号或PWM信号，其中抱闸信号，用以控制电机2的制动，PWM信号用以控制电机2运动的速度和时间。
所述反馈单元132用以获取与所述电机2相关的参数，向所述控制模块11发送反馈信号。于具体应用中，所述反馈信号包括以下中的一种或多种：通过电流采样获取的电机2的电流信号、通过温度采样获取的电机的温度信号、通过绝对值编码器或增量式编码器获取的电机的位置信号。所述控制模块11实时根据所述反馈信号更新伺服电机程序，继而实时更新所述运动控制信号。且于另一优选实施例中，所述控制模块11还用以根据对所述反馈信号的比较，以判断是否生成一报警信号，例如，当反馈的电流值大于一电流阈值时，生成一报警信号，并可进行相应的提醒，例如令一蜂鸣器蜂鸣或者向预先绑定的一电子设备(例如手机或电脑等用户终端)发送报警信息。
于本发明的一具体实施例中，所述整流模块12通过共直流母线与所述功率单元131电连接，以向相应的电机2供电，此处，由于采用了共直流母线技术，当电机2工作在发电状态时，能量通过母线及回馈装置直接回馈给电网，节省能量的同时也减少了对电机2的损伤。
于本发明的一具体实施例中，所述电机2为多个，于本实施例中，所述电机2为3个，所述功率单元131用以根据所述整流模块12提供的电源和所述运动控制信号分别控制各所述电机2执行相应的运动；优选的，所述运动控制信号当中还具有与各电机2对应的识别信号，且各所述PWM信号与各识别信号对应，以令各所述电机2根据与其对应的识别信号相关的PWM信号进行相应的运动。即可实现令电机2分别根据相应的PWM信号以一定的速率进行运动，控制灵活智能。且所述反馈单元132用以分别获取与各所述电机2相关的参数，以分别向所述控制模块11发送与各电机2对应的反馈信号。
于本发明的一具体实施例中，请参阅图2，所述控制模块11包括处理器111和与所述处理器电连接的逻辑控制器112。其中，所述处理器111用以根据所述伺服电机程序向所述伺服驱动模块13发送运动控制信号，并用以根据一反馈信号更新所述伺服电机程序。免去了传统的伺服控制的各模块之间的总线连接，并充分利用片上系统可解决复杂运算和良好的时序控制能力。使得整个伺服驱动装置1的体积小，结构简单，且能耗低。
于本发明的另一具体实施例中，所述伺服驱动装置1还包括外围接口单元14，用以通过所述控制模块11的逻辑控制器与外部器件通信。所述外围接口单元14至少包括以下接口中的一种：串口、网口、工业总线接口、以及外部存储卡接口等。具体应用中，串口用于系统调试或数据传输。网口可以用于连接示教器或扩展IO，工业总线接口可以实现多机协同工作或连接其他PLC系统等功能，外部存储卡接口，可以用来提供存储空间扩展。
于本发明的另一具体实施例中，所述控制模块11还包括与所述处理器连接的高速内存卡，其中，所述高速内存卡中存储有所述伺服电机程序，还可用于存储所述报警信号。
本发明实现主控制、运动控制、伺服驱动、电源以及外围通讯接口一体化(可集成于一个器具箱中)，通过一体化解决方案，减小了体积，简化了系统电气连接，节省了成本。
且，本发明在中，所述伺服驱动控制一体化装置的运行原理参阅图3所示的原理流程图所示，具体为：
S11：令集成于一片上系统的控制模块运行一伺服电机程序，以根据所述伺服电机程序向所述伺服驱动模块发送运动控制信号；并用以根据一反馈信号更新所述伺服电机程序；
S12：令整流模块与一外部交流电电连接并整流，以为所述控制模块提供第一电源信号以及为所述伺服驱动模块提供第二电源信号；
S13：令伺服驱动模块的功率单元根据所述整流模块提供的第一电源信号和所述运动控制信号控制电机的运动；
S14：令伺服驱动模块的所述反馈单元获取与所述电机相关的参数，向所述控制模块发送反馈信号；
S15：令所述控制模块根据所述反馈信号更新所述伺服电机程序。
综上所述，本发明的伺服驱动控制一体化装置，包括：控制模块、整流模块、以及伺服驱动模块；所述控制模块，集成于一片上系统，用以运行一伺服电机程序，以根据所述伺服电机程序向所述伺服驱动模块发送运动控制信号；并用以根据一反馈信号更新所述伺服电机程序；所述整流模块，与一外部交流电电连接并整流，用以为所述控制模块提供第一电源信号以及为所述伺服驱动模块提供第二电源信号；所述伺服驱动模块，包括与电机和所述整流模块电连接的功率单元以及与所述电机电连接的反馈单元，其中，所述功率单元用以根据所述整流模块提供的第一电源信号和所述运动控制信号控制所述电机的运动，所述反馈单元用以获取与所述电机相关的参数，向所述控制模块发送反馈信号。本发明的伺服驱动装置可去除传统的上位机和模块间连接的总线，体积小、集成度高、结构简单、且耗能低。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (11)
1.一种伺服驱动控制一体化装置，其特征在于，包括：控制模块、整流模块、以及伺服驱动模块；
所述控制模块，集成于一片上系统，用以运行一伺服电机程序，以根据所述伺服电机程序向所述伺服驱动模块发送运动控制信号；并用以根据一反馈信号更新所述伺服电机程序；
所述整流模块，与一外部交流电电连接并整流，用以为所述控制模块提供第一电源信号以及为所述伺服驱动模块提供第二电源信号；
所述伺服驱动模块，包括与电机和所述整流模块电连接的功率单元以及与所述电机电连接的反馈单元，其中，所述功率单元用以根据所述整流模块提供的第一电源信号和所述运动控制信号控制所述电机的运动，所述反馈单元用以获取与所述电机相关的参数，向所述控制模块发送反馈信号。
2.根据权利要求1所述的伺服驱动控制一体化装置，其特征在于：所述整流模块通过共直流母线与所述功率单元电连接。
3.根据权利要求1所述的伺服驱动控制一体化装置，其特征在于：所述运动控制信号包括抱闸信号或PWM信号。
4.根据权利要求1所述的伺服驱动控制一体化装置，其特征在于：所述控制模块还用以根据所述伺服电机程序向所述整流模块发送令所述整流模块对外部交流电进行整流的整流信号。
5.根据权利要求1所述的伺服驱动控制一体化装置，其特征在于：所述电机为多个，所述功率单元用以根据所述整流模块提供的电源和所述运动控制信号分别控制各所述电机执行相应的运动；且所述反馈单元用以分别获取与各所述电机相关的参数，以分别向所述控制模块发送与各电机对应的反馈信号。
6.根据权利要求1所述的伺服驱动控制一体化装置，其特征在于：所述控制模块还用以根据对所述反馈信号的比较，以判断是否生成一报警信号。
7.根据权利要求1所述的伺服驱动控制一体化装置，其特征在于：所述控制模块包括处理器和与所述处理器电连接的逻辑控制器。
8.根据权利要求7所述的伺服驱动控制一体化装置，其特征在于：所述处理器用以根据所述伺服电机程序向所述驱动模块发送运动控制信号，并用以根据一反馈信号更新所述伺服电机程序。
9.根据权利要求8所述的伺服驱动控制一体化装置，其特征在于：所述伺服驱动装置还包括外围接口单元，用以通过所述控制模块的逻辑控制器与外部器件通信。
10.根据权利要求9所述的伺服驱动控制一体化装置，其特征在于：所述外围接口单元至少包括以下接口中的一种：串口、网口、工业总线接口、以及外部存储卡接口。
11.根据权利要求7所述的伺服驱动控制一体化装置，其特征在于：所述控制模块还包括与所述处理器连接的高速内存卡，其中，所述高速内存卡中存储有所述伺服电机程序。
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|---|---|---|---|
| CN201510883517.4A CN106842990A (zh) | 2015-12-03 | 2015-12-03 | 一种伺服驱动控制一体化装置 |
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