CN111367842A - 一种基于对象字典的多接口伺服驱动装置、方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的基于对象字典的多接口伺服驱动装置，所述装置包括：至少两个接口，所述接口使用传输数据帧，传输数据帧包括帧头和数据帧，所述数据帧中包括操作码、索引、子索引以及数据内容；与所述至少两个接口耦合连接的驱动器，所述驱动器中具有对象字典，多个接口公用驱动器中的对象字典，根据所述数据帧中的索引和子索引，检索驱动器的对象字典中的关键全局变量，根据所述操作码修改所述对象字典中的所述关键全局变量，将修改后的所述关键全局变量用于进行伺服机构控制，利用可复用的通讯协议、以及共享对象字典，实现驱动装置的接口多样化，提高驱动器产品的灵活性与复用性，本发明还提供基于对象字典的多接口伺服驱动方法和电机控制系统。
Description
技术领域
本发明涉及伺服驱动器控制领域，特别涉及一种基于对象字典的多接口伺服驱动装置、方法及系统。
背景技术
一款伺服驱动器产品一般只支持单一接口控制(CAN/EtherCAT/RS-232/USB)，少数驱动器产品支持双接口控制(CAN和RS-232)。驱动器厂商往往通过增加驱动器产品种类的方式，满足用户对驱动器控制接口多样化的需求。当下，并没有一种驱动器可以同时支持多种控制接口，实现驱动器的控制。显而易见，如果有一种驱动器产品，可以同时满足多种接口的使用需求，将极大地增加驱动器产品的灵活性与复用性。
然而，不同的控制接口就需要不同的通讯协议，这意味着驱动器内部需要更多地储存空间，芯片引脚、数量，以及更高的处理计算能力。在这种情况下，实现驱动器控制接口多样化是有很大难度与挑战的。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种基于对象字典的多接口伺服驱动装置、方法及系统，节约驱动器内部储存空间，实现驱动器装置的接口多样化控制。
第一方面，本发明提供一种基于对象字典的多接口伺服驱动装置，所述装置包括：
至少两个接口，所述接口使用传输数据帧，所述传输数据帧包括帧头和数据帧，所述数据帧中包括操作码、索引、子索引以及数据内容；
与所述至少两个接口耦合连接的驱动器，所述驱动器中具有对象字典，根据所述数据帧中的索引和子索引，检索驱动器的对象字典中的关键全局变量，根据所述操作码修改所述对象字典中的所述关键全局变量，将修改后的所述关键全局变量用于进行伺服机构控制。
作为一种可选的方案，所述驱动器还用于在进行伺服机构控制时返回确认帧。
作为一种可选的方案，所述传输数据帧与所述确认帧的格式相同。
作为一种可选的方案，所述接口包括四个，分别为RS232、USB、CAN总线以及EtherCAT。
作为一种可选的方案，所述帧头的格式为所述RS232和所述USB采用握手协议，所述CAN总线采用COB-ID协议，所述EtherCAT采用目标地址/源地址。
作为一种可选的方案，所述伺服机构为伺服电机。
第二方面，本发明提供一种电机控制系统，包括如上述的基于对象字典的多接口伺服驱动装置。
第三方面，本发明提供一种基于对象字典的多接口伺服驱动方法，应用于如上述的基于对象字典的多接口伺服驱动装置。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
本发明提供的基于对象字典的多接口伺服驱动装置，所述装置包括：至少两个接口，所述接口使用传输数据帧，所述传输数据帧包括帧头和数据帧，所述数据帧中包括操作码、索引、子索引以及数据内容；与所述至少两个接口耦合连接的驱动器，所述驱动器中具有对象字典，多个接口公用驱动器中的对象字典，根据所述数据帧中的索引和子索引，检索驱动器的对象字典中的关键全局变量，根据所述操作码修改所述对象字典中的所述关键全局变量，将修改后的所述关键全局变量用于进行伺服机构控制，通过可复用的通讯协议进行数据解析，改变对象字典中的驱动器重要参数，利用可复用的通讯协议、以及共享对象字典，在保证不占用大量存储空间的同时，实现驱动装置的接口多样化，提高了驱动器产品的灵活性与复用性，本发明提供的基于对象字典的多接口伺服驱动方法和电机控制系统，可以利用可复用的通讯协议、以及共享对象字典，实现驱动装置的接口多样化。
附图说明
图1是本发明实施例中提供的基于对象字典的多接口伺服驱动装置一种实施例的结构框图；
图2是本发明实施例中提供的基于对象字典的多接口伺服驱动装置另一种实施例的结构框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
结合图1所示，本发明提供一种基于对象字典的多接口伺服驱动装置，所述装置包括：
至少两个接口，所述接口使用传输数据帧，所述传输数据帧包括帧头和数据帧，所述数据帧中包括操作码、索引、子索引以及数据内容；
与所述至少两个接口耦合连接的驱动器，所述驱动器中具有对象字典，多个接口公用驱动器中的对象字典，根据所述数据帧中的索引和子索引，检索驱动器的对象字典中的关键全局变量，根据所述操作码修改所述对象字典中的所述关键全局变量，将修改后的所述关键全局变量用于进行伺服机构控制。
对象字典是CANopen协议中所提出的一种概念。驱动器中的对象字典包含驱动器控制中所需的重要参数。通过使用CAN串口与CANopen协议，检索对象字典中的索引与子索引，可以实现对象字典中驱动器重要参数的读取与写入，以此控制电机工作，并检测电机的工作状态。
本发明通过可复用的通讯协议进行数据解析，改变对象字典中的驱动器重要参数，实现电机控制。
具体地，所述接口包括四个，分别为RS232、USB、CAN总线以及EtherCAT，所述帧头的格式为所述RS232和所述USB采用握手协议，所述CAN总线采用COB-ID协议，所述EtherCAT采用目标地址/源地址。
具体地，所述伺服机构为伺服电机，对此不做限定。
本发明所支持的接口，包含但不局限于图1中所示四种接口(RS232/USE/CAN/EtherCAT)。通讯协议中的一帧传输数据，主要包含帧头、数据内容两部分。针对不同的接口，帧头格式并不相同：对于RS232/USB采用握手协议，对于CAN总线使用COB-ID，对于以太网EtherCAT总线使用目标地址/源地址，帧头的作用是在服务器/客户端(或主站/从站)之间确定通讯双方。
在本发明提出的通讯协议中，所有接口所使用传输数据帧中，传输数据帧包括帧头与数据帧，数据帧分为：操作码、索引、子索引、数据内容四个部分，在进行电机控制时候，命令帧通过传输数据帧进行数据传输，根据数据帧中的索引和子索引，检索驱动器对象字典中的关键全局变量，再根据操作码，修改对象字典中的关键全局变量，在实现电机控制的同时，返回确认帧，通知服务器命令是否执行成功，确认帧与命令帧的格式相同，都由帧头和数据帧两部分组成。
结合图2所示，多种接口都可以通过可复用的解析协议进行驱动器参数的读取与修改，各种接口通过帧头确定通讯双方，并根据数据帧中包含的索引和子索引对应对象字典中的驱动器参数，根据操作码执行读操作、或写操作。例如：通过RS-232设置驱动器参数1的值，则通过握手协议确定通讯双方，发送操作码0x20、索引0x6040、子索引0x01，以此在对象字典中定位驱动器参数1，驱动器将数据内容写入驱动器参数1,完成解析，操作码的含义如下表1所示：
| 操作码 | 含义 |
| 0x20(命令帧) | 对对象字典关键变量写操作 |
| 0x40(命令帧) | 对对象字典关键变量读操作 |
| 0x60(确认帧) | 命令执行成功 |
| 0x80(命令帧) | 命令执行失败 |
表1操作码含义表
针对不同操作码，驱动器的解析方式如下：
a.当命令帧中的操作码为0x20时，驱动器将对应对象字典中的变量值改为命令帧中的数据内容，并返回确认码；
b.当命令帧中的操作码为0x40时，驱动器读取对应对象字典中的变量值，并将该变量值加载在确认帧的数据内容中，发送给服务器(主站)；
c.命令操作成功，驱动器则返回操作码为0x60的确认帧；操作失败，则返回操作码为0x80的确认帧。
通过建立可复用的通讯协议解析代码、以及对象字典，使用较少的存储空间，实现多样化的接口通讯，进行电机控制与事实数据传递。在此基础上开发驱动器产品，实现支持多种接口的驱动器。
由于不同接口的通讯协议具有相似的数据格式，共用同一个对象字典，极大的缩减了通讯协议解析段的代码，大大节约了驱动器内部的存储空间。
相应地，本发明提供一种电机控制系统，包括如上述的基于对象字典的多接口伺服驱动装置。
利用可复用的通讯协议、以及共享对象字典，在保证不占用大量存储空间的同时，实现驱动装置的接口多样化，提高了驱动器产品的灵活性与复用性。
相应地，本发明提供一种基于对象字典的多接口伺服驱动方法，应用于如上述的基于对象字典的多接口伺服驱动装置。
相较于串口单一化的驱动器产品，利用可复用的通讯协议、以及共享对象字典，在保证不占用大量存储空间的同时，实现驱动装置的接口多样化，提高了驱动器产品的灵活性与复用性。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁盘或光盘等。
以上对本发明所提供的一种基于对象字典的多接口伺服驱动装置、方法及系统进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种基于对象字典的多接口伺服驱动装置，其特征在于，所述装置包括：
至少两个接口，所述接口使用传输数据帧，所述传输数据帧包括帧头和数据帧，所述数据帧中包括操作码、索引、子索引以及数据内容；
与所述至少两个接口耦合连接的驱动器，所述驱动器中具有对象字典，根据所述数据帧中的索引和子索引，检索驱动器的对象字典中的关键全局变量，根据所述操作码修改所述对象字典中的所述关键全局变量，将修改后的所述关键全局变量用于进行伺服机构控制。
2.根据权利要求1所述的基于对象字典的多接口伺服驱动装置，其特征在于，所述驱动器还用于在进行伺服机构控制时返回确认帧。
3.根据权利要求2所述的基于对象字典的多接口伺服驱动装置，其特征在于，所述传输数据帧与所述确认帧的格式相同。
4.根据权利要求1所述的基于对象字典的多接口伺服驱动装置，其特征在于，所述接口包括四个，分别为RS232、USB、CAN总线以及EtherCAT。
5.根据权利要求4所述的基于对象字典的多接口伺服驱动装置，其特征在于，所述帧头的格式为所述RS232和所述USB采用握手协议，所述CAN总线采用COB-ID协议，所述EtherCAT采用目标地址/源地址。
6.根据权利要求1所述的基于对象字典的多接口伺服驱动装置，其特征在于，所述伺服机构为伺服电机。
7.一种电机控制系统，其特征在于，包括如权利要求1至6中任一项所述的基于对象字典的多接口伺服驱动装置。
8.一种基于对象字典的多接口伺服驱动方法，其特征在于，应用于如权利要求1至6中任一项所述的基于对象字典的多接口伺服驱动装置。
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