CN1975614A - 数字控制系统 - Google Patents

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鞍挂三津雄
青山一成
小槙邦孝
相泽安晴
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Abstract

一种数字控制系统，具有缩短的通信通道从而降低系统的成本。多个分别控制多个伺服电动机的伺服放大器和数字控制器分离布置。用形成菊花链状的串行通信线的光学线缆将检测伺服电动机的位置/速度的脉冲编码器经由分支单元连接至数字控制器。用形成菊花链状的光学线缆将驱动伺服电动机的伺服放大器经由分支单元连接至数字控制器。由于用于从脉冲编码器发送信号的通信通道将脉冲编码器和数字控制器相连，中间没有插入伺服放大器，所以即使在伺服放大器和伺服电动机距离很远的情况下也不会拉长通信通道，从而以低成本构造系统。

Description

数字控制系统
技术领域
本发明涉及一种控制多个伺服电动机的数字控制系统。
背景技术
在控制多个伺服电动机的数字控制系统中，驱动各个伺服电动机的数字控制器和放大器通过电缆相连，在各个伺服电动机处提供的用于检测伺服电动机的位置/速度的探测器的信号被反馈至数字控制器，该数字控制器执行各个伺服电动机的位置/速度的反馈控制。在有的系统中，在数字控制器中提供驱动各个伺服电动机的伺服放大器，从而将伺服放大器的输出反馈至各个伺服电动机(见JP 7-49708A，JP 10-275006A)。
然而，由于伺服放大器包括控制至伺服电动机的电力功率的逆变器，所以逆变器的切换操作引起的噪声会影响数字控制器的信号处理部分。为了解决这个问题，采用了这样的系统：将伺服放大器布置在和数字控制器分离的功率电路部分，从而数字控制器和伺服放大器分离布置。
图2描述了现有数字控制系统的示例，其中数字控制器和伺服放大器分离布置。
数字控制器1和伺服放大器A1，A2，A3，…通过电学或光学通信线缆2连接成菊花链。伺服放大器A1，A2，A3，…通过电力线缆5分别连接至伺服电动机M1，M2，M3，…，且通过通信线缆6分别连接至检测伺服电动机M1，M2，M3，…的位置/速度的脉冲编码器P1，P2，P3 ，  ....。
将脉冲编码器P1，P2，P3，....检测的位置/速度通过通信线缆6、伺服放大器A1，A2，A3，…和电或光通信缆2反馈给数字控制器1。数字控制器1基于指令位置/速度和反馈位置/速度执行位置/速度反馈控制，从而向各个伺服放大器A1，A2，A3，…输出驱动指令。伺服放大器A1，A2，A3，…通过逆变器控制至各个伺服电动机M1，M2，M3，…的导流线圈(flow winding)的电流，从而驱动地控制伺服电动机M1，M2，M3，…。
如上所述，当伺服放大器A1，A2，A3，…和数字控制器分离布置时，来自脉冲编码器P1，P2，P3，....的信号经由伺服放大器A1，A2，A3，…和连接至数字控制器1的电或光学通信线缆2反馈至数字控制器1。
依赖要被控制的机器的结构和/或安装位置，存在一种情况：伺服放大器A1，A2，A3，…和伺服电动机M1，M2，M3，…必须布置在彼此远离的位置。在这种情况下，必须拉长伺服放大器A1，A2，A3，…和伺服电动机M1，M2，M3，…之间的信号通道，从而需要为各个伺服电动机M1，M2，M3，…布设长的通信线缆6，这就增加了系统成本和并增加了布设线缆的负担。
发明内容
本发明提供了一种能够缩短通信通道从而降低系统成本的数字控制系统。
本发明的数字控制系统包括：数字控制器；多个伺服放大器，其与所述数字控制器分离布置，并连接至所述数字控制器；多个伺服电动机，其由所述伺服放大器驱动并具有分别检测伺服电动机的位置和/或速度的探测器；和菊花链状的串行通信通道，其用于将分别提供在所述伺服电动机中的探测器连接至所述数字控制器。
串行通信通道可以包括光通信通道。串行通信通道可以将分别提供在所述伺服电动机中的探测器直接连接至所述数字控制器。
可以通过菊花链状的串行通信线路经由分支单元连接所述数字控制器和所述伺服放大器，串行通信通道可以将分别提供在所述伺服电动机中的探测器经由分支单元连接至所述数字控制器。
通过上述配置，将来自检测伺服电动机的位置/速度的探测器的信号通过菊花链状的串行通信通道发送至数字控制器，而不用经过伺服放大器，从而即使在伺服放大器和伺服电动机距离很远的情况下，也不用拉长将检测到的信号反馈至数字控制器的通信通道，这使得能够以低成本构造数字控制系统。
附图说明
图1是描述根据本发明的实施例的数字控制系统的示意图；和
图2是描述现有数字控制系统的示意图。
具体实施方式
图1是描述根据本发明的实施例的数字控制系统的示意图。在图1中，伺服放大器A1，A2，A3，…通过光学线缆2经由分支单元4连接至数字控制器，其中光学线缆2形成的串行通信通道为菊花链状。伺服放大器A1，A2，A3，…通过电力线缆5分别驱动伺服电动机M1，M2，M3，…。为伺服电动机M1，M2，M3，…分别提供了用于检测伺服电动机M1，M2，M3，…的位置/速度的脉冲编码器P1，P2，P3，....。脉冲编码器P1，P2，P3，....通过光学线缆3经由分支单元4连接至数字控制器1，其中光学线缆3形成的串行通信通道为菊花链状。
数字控制器1将控制伺服电动机M1，M2，M3，…的位置/速度的信号通过光学线缆2经由分支单元4发送至伺服放大器A1，A2，A3，…，其中光学线缆2形成的串行通信通道为菊花链状。伺服放大器A1，A2，A3，…接收来自数字控制器1的控制信号，通过逆变器等控制至伺服电动机M1，M2，M3，…的驱动电流，从而通过电力线缆5驱动控制伺服电动机M1，M2，M3，…。通过光学线缆3将来自伺服电动机M1，M2，M3，…处的脉冲编码器P1，P2，P3，....的位置/速度信号经由分支单元4反馈给数字控制器1，其中光学线缆3形成的串行通信通道为菊花链状。数字控制器1基于加工程序等指令的指令值和反馈的位置/速度信号执行位置/速度反馈控制，从而将驱动指令输出至伺服放大器A1，A2，A3，…。
根据本发明的实施例的数字控制系统和图2所示的现有系统的不同之处在于：根据本发明的实施例，通过光学线缆3将来自脉冲编码器P1，P2，P3，....的信号经由分支单元4反馈给数字控制器1，其中光学线缆3形成的串行通信通道为菊花链状，而在现有系统中是将来自脉冲编码器P1，P2，P3，....的信号经由电通信线缆6传送给伺服放大器A1，A2，A3，…，并通过光通信线缆2反馈给数字控制器1。在本发明的实施例中不需要连接伺服放大器A1，A2，A3，…和脉冲编码器P1，P2，P3，....的线缆，因此在伺服放大器A1，A2，A3，…和伺服电动机M1，M2，M3，…必须距离很远的情况下，通过形成菊花链状的通信通道的光学线缆3将数字控制器1和脉冲编码器P1，P2，P3，....相连，而不需连接伺服放大器和脉冲编码器之间的线缆；而在现有系统中的这种情况下必须拉长连接伺服放大器A1，A2，A3，…和脉冲编码器P1，P2，P3，....的线缆6。相比之下本发明能够以低成本构造数字控制系统。
在上述实施例中，形成串行通信通道的光学线缆2和3经由分支单元4连接至数字控制器1，然而，不是必须提供分支单元4，光学线缆2和3也可以直接连接至数字控制器1。

Claims (4)

1.一种数字控制系统，其包括：
数字控制器；
多个伺服放大器，其与所述数字控制器分离布置，并连接至所述数字控制器；
多个伺服电动机，其由所述伺服放大器驱动并具有分别检测伺服电动机的位置和/或速度的探测器；和
菊花链状的串行通信通道，其用于将分别提供在所述伺服电动机中的探测器连接至所述数字控制器。
2.根据权利要求1所述的数字控制系统，其中所述串行通信通道包括光通信通道。
3.根据权利要求1所述的数字控制系统，其中所述串行通信通道将分别提供在所述伺服电动机中的探测器直接连接至所述数字控制器。
4.根据权利要求1所述的数字控制系统，其中通过菊花链状的串行通信线路经由分支单元连接所述数字控制器和所述伺服放大器，并且所述串行通信通道将分别提供在所述伺服电动机中的探测器经由分支单元连接至所述数字控制器。
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