CN112904793A - 一种集成plc、视觉或力反馈的智能伺服系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及伺服控制技术领域，且公开了一种集成PLC、视觉或力反馈的智能伺服系统，包括电机和以及用于调节电机位置、转速和扭矩的伺服驱动器，伺服驱动器包括电机驱动模块、模拟传感模块和控制器，控制器用于接收调试器位置、速度、力矩和逻辑设定、外部IO信号触发、接收视觉传感和力反馈、进行运动控制，实现编码器通信、伺服电机的控制和驱动，外部I0信号用于触发实现不同位置、速度、力矩给定和逻辑切换。该集成PLC、视觉或力反馈的智能伺服系统，通过调试工具实现位置、速度、力矩和逻辑设定，通过外部I0信号触发实现不同位置、速度、力矩给定和逻辑切换，并通过视觉传感或力反馈实时修正位置跟踪和力控精度。

Description

一种集成PLC、视觉或力反馈的智能伺服系统

技术领域

本发明涉及伺服控制技术领域，具体为一种集成PLC、视觉或力反馈的智能伺服系统。

背景技术

现有伺服控制器方案不支持PLC(可编程逻辑单元)、视觉传感或力反馈，一般主控上位机通过网络传输实现PLC(可编程逻辑单元)、视觉传感或力反馈的支持。且这种方案需要主控上位机配合，成本较高，网络传输的实时性较低，尤其是实时数据量比较大，影响了逻辑控制的实时性，位置跟踪和力控制的精度。在工业生产中，多数的运动轨迹是固定的，并没有必要由上位机实时给定位置，只需要通过调试工具预先设计好位置和逻辑，通过外部IO信号触发实现不同位置给定，并通过视觉传感或力反馈实时修正位置跟踪和力控精度即可，为此我们提出一种集成PLC、视觉或力反馈的智能伺服系统。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种集成PLC、视觉或力反馈的智能伺服系统，降低了成本，提高了伺服系统性能，增大了安全性、可靠性、易用性等优点，解决了传统伺服系统需要主控上位机配合，成本较高，网络传输的实时性较低，尤其是实时数据量比较大，影响了逻辑控制的实时性，位置跟踪和力控制的精度的问题。

为实现上述降低成本，提高伺服系统性能，增大安全性、可靠性、易用性目的，本发明提供如下技术方案：一种集成PLC、视觉或力反馈的智能伺服系统，包括电机和以及用于调节电机位置、转速和扭矩的伺服驱动器，所述伺服驱动器包括电机驱动模块、模拟传感模块和控制器，所述控制器用于接收调试器位置、速度、力矩和逻辑设定、外部IO信号触发、接收视觉传感和力反馈、进行运动控制，实现编码器通信、伺服电机的控制和驱动，所述外部I0信号用于触发实现不同位置、速度、力矩给定和逻辑切换；

所述控制器的输入端作用有调试器，所述调试器用于实现位置、速度、力矩和逻辑设定，并下发给伺服控制器，所述控制器输出端作用有电机驱动模块，所述控制器和视觉传感通过外部线缆连接，且所述视觉传感用于实时反馈位置的信息，所述控制器和力反馈通过外部线缆连接，所述力反馈用于实时反馈力的信息，且所述控制器的视觉传感和力反馈可以同时或者单纯存在。

优选的，所述控制器包括有运动调试模块、运动控制模块、视觉位置反馈控制模块、力反馈控制模块、PLC控制模块、编码器通信模块和电机控制模块。

优选的，所述视觉位置反馈控制模块通过位置反馈作用在位置调节器的输入端，所述运动控制模块提供的是位置、速度或者力矩给定指令，所述力反馈控制模块通过力反馈作用在电流调节器的输入端。

优选的，所述运动控制模块通过位置调节器、速度调节器和电流调节器作用在电机控制模块的输入端。

优选的，所述电机输出端作用有编码器，所述编码器的输出端作用在控制器的输入端，所述编码器用于回馈的电机位置信号，且编码器作用于位置调节器的输入端和电机控制模块的输入端，进一步作为速度反馈的输入端，通过速度反馈作用在速度调节器的输入端。

优选的，所述控制器和调试器之间通过线缆连接，且所述调试器仅在调试状态下使用。

优选的，所述伺服控制器通过外部线缆连接有外部IO信号，且所述外部IO信号用于触发实现不同位置、速度、力矩给定和逻辑切换。

优选的，所述伺服驱动器通过外部线缆连接有电源，所述伺服驱动器和伺服电机之间通过外部线缆连接。

优选的，所述控制器和编码器之间通过外部线缆连接，所述伺服电机和编码器之间通过轴承连接。

与现有技术相比，本发明提供了一种集成PLC、视觉或力反馈的智能伺服系统，具备以下有益效果：

该集成PLC、视觉或力反馈的智能伺服系统，通过集成PLC、视觉传感或力反馈的伺服控制器设计，客户不再需要上位控制器，通过调试工具实现位置、速度、力矩和逻辑设定，通过外部I0信号触发实现不同位置、速度、力矩给定和逻辑切换，并通过视觉传感或力反馈实时修正位置跟踪和力控精度，降低了成本，提高了伺服系统性能，增大了安全性、可靠性、易用性。

附图说明

图1为本发明系统结构框图。

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做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。

请参阅图1，一种集成PLC、视觉或力反馈的智能伺服系统，包括电机和以及用于调节电机位置、转速和扭矩的伺服驱动器，伺服驱动器包括电机驱动模块、模拟传感模块和控制器，控制器用于接收调试器位置、速度、力矩和逻辑设定、外部IO信号触发、接收视觉传感和力反馈、进行运动控制，实现编码器通信、伺服电机的控制和驱动，外部I0信号用于触发实现不同位置、速度、力矩给定和逻辑切换；

控制器的输入端作用有调试器，调试器用于实现位置、速度、力矩和逻辑设定，并下发给伺服控制器，控制器输出端作用有电机驱动模块，控制器和视觉传感通过外部线缆连接，且视觉传感用于实时反馈位置的信息，控制器和力反馈通过外部线缆连接，力反馈用于实时反馈力的信息，且控制器的视觉传感和力反馈可以同时或者单纯存在。

该集成PLC、视觉或力反馈的智能伺服系统，通过集成PLC、视觉传感或力反馈的伺服控制器设计，通过调试工具实现位置、速度、力矩和逻辑设定，通过外部I0信号触发实现不同位置、速度、力矩给定和逻辑切换，并通过视觉传感或力反馈实时修正位置跟踪和力控精度，降低了成本，提高了伺服系统性能，增大了安全性、可靠性、易用性。

控制器包括有运动调试模块、运动控制模块、视觉位置反馈控制模块、力反馈控制模块、PLC控制模块、编码器通信模块和电机控制模块；视觉位置反馈控制模块通过位置反馈作用在位置调节器的输入端，运动控制模块提供的是位置、速度或者力矩给定指令，力反馈控制模块通过力反馈作用在电流调节器的输入端；运动控制模块通过位置调节器、速度调节器和电流调节器作用在电机控制模块的输入端；电机输出端作用有编码器，编码器的输出端作用在控制器的输入端，编码器用于回馈的电机位置信号，且编码器作用于位置调节器的输入端和电机控制模块的输入端，进一步作为速度反馈的输入端，通过速度反馈作用在速度调节器的输入端；控制器和调试器之间通过线缆连接，且调试器仅在调试状态下使用；伺服控制器通过外部线缆连接有外部IO信号，且外部IO信号用于触发实现不同位置、速度、力矩给定和逻辑切换；伺服驱动器通过外部线缆连接有电源，伺服驱动器和伺服电机之间通过外部线缆连接；控制器和编码器之间通过外部线缆连接，伺服电机和编码器之间通过轴承连接。

其中，力传感和视觉传感在使用中是或的使用关系，例如只采用力传感、只采用视觉传感或采用力传感和视觉传感，或者力传感和视觉传感均不使用，且力传感与视觉传感在智能伺服系统中可以进行修正处理。

工作时，首先电源输入为伺服驱动器进行提供电量，同时利用视觉、力传感和IO使得控制器完成相应的操作使用，且在控制器在运转的过程中经运动调试模块、运动控制模块、视觉位置反馈控制模块、力反馈控制模块、PLC控制模块、编码器通信模块和电机控制模板完成相应的功能驱动，且运动控制模块采用单一的发送运动控制、位置调节和速度调节指令，然后控制器经电机驱动模块将其控制信息输送至电机，从而完成针对智能伺服电机系统的建设。

综上，客户不再需要上位控制器，通过调试工具实现位置、速度、力矩和逻辑设定，通过外部I0信号触发实现不同位置、速度、力矩给定和逻辑切换，节省了上位控制器和线缆，降低了成本，并通过视觉传感或力反馈实时修正位置跟踪和力控精度，提高了伺服系统性能，减小了线缆破损带来的安全性、可靠性问题，线缆安装不方便带来的易用性问题，增大了安全性、可靠性、易用性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种集成PLC、视觉或力反馈的智能伺服系统，包括电机和以及用于调节电机位置、转速和扭矩的伺服驱动器，其特征在于：所述伺服驱动器包括电机驱动模块、模拟传感模块和控制器，所述控制器用于接收调试器位置、速度、力矩和逻辑设定、外部IO信号触发、接收视觉传感和力反馈、进行运动控制，实现编码器通信、伺服电机的控制和驱动，所述外部I0信号用于触发实现不同位置、速度、力矩给定和逻辑切换；

所述控制器的输入端作用有调试器，所述调试器用于实现位置、速度、力矩和逻辑设定，并下发给伺服控制器，所述控制器输出端作用有电机驱动模块，所述控制器和视觉传感通过外部线缆连接，且所述视觉传感用于实时反馈位置的信息，所述控制器和力反馈通过外部线缆连接，所述力反馈用于实时反馈力的信息，且所述控制器的视觉传感和力反馈可以同时或者单纯存在。

2.根据权利要求1所述的一种集成PLC、视觉或力反馈的智能伺服系统，其特征在于：所述控制器包括有运动调试模块、运动控制模块、视觉位置反馈控制模块、力反馈控制模块、PLC控制模块、编码器通信模块和电机控制模块。

3.根据权利要求1所述的一种集成PLC、视觉或力反馈的智能伺服系统，其特征在于：所述视觉位置反馈控制模块通过位置反馈作用在位置调节器的输入端，所述运动控制模块提供的是位置、速度或者力矩给定指令，所述力反馈控制模块通过力反馈作用在电流调节器的输入端。

4.根据权利要求1所述的一种集成PLC、视觉或力反馈的智能伺服系统，其特征在于：所述运动控制模块通过位置调节器、速度调节器和电流调节器作用在电机控制模块的输入端。

5.根据权利要求1所述的一种集成PLC、视觉或力反馈的智能伺服系统，其特征在于：所述电机输出端作用有编码器，所述编码器的输出端作用在控制器的输入端，所述编码器用于回馈的电机位置信号，且编码器作用于位置调节器的输入端和电机控制模块的输入端，进一步作为速度反馈的输入端，通过速度反馈作用在速度调节器的输入端。

6.根据权利要求1所述的一种集成PLC、视觉或力反馈的智能伺服系统，其特征在于：所述控制器和调试器之间通过线缆连接，且所述调试器仅在调试状态下使用。

7.根据权利要求1所述的一种集成PLC、视觉或力反馈的智能伺服系统，其特征在于：所述伺服控制器通过外部线缆连接有外部IO信号，且所述外部IO信号用于触发实现不同位置、速度、力矩给定和逻辑切换。

8.根据权利要求1所述的一种集成PLC、视觉或力反馈的智能伺服系统，其特征在于：所述伺服驱动器通过外部线缆连接有电源，所述伺服驱动器和伺服电机之间通过外部线缆连接。

9.根据权利要求1所述的一种集成PLC、视觉或力反馈的智能伺服系统，其特征在于：所述控制器和编码器之间通过外部线缆连接，所述伺服电机和编码器之间通过轴承连接。

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