CN206517243U - 集成式智能can总线混合式步进伺服电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供集成式智能CAN总线混合式步进伺服电机，属于电机领域，包括电机本体和电机驱动器，电机驱动器设置在电机本体的一边上，电机驱动器的外壳体与电机本体的外壳体合为一体。电机本体前端设置有前固定板和电机转轴。电机本体的后端设置有后固定板。电机驱动器内设置有驱动电路板，电机驱动器上设置有I/O接口、通讯接口、波特率旋转开关、LED指示灯、站号设置旋码开关和电源接口。通过把电机驱动器和电机合为一体，无需匹配电机和驱动控制器，大大减少产品开发时间，采用CAN总线通讯协议，使得抗干扰能力更强。
Description
技术领域
本实用新型涉及电机领域，具体的来说是涉及集成式智能CAN总线混合式步进伺服电机。
背景技术
原有的混合式步进伺服驱动器和混合式步进伺服电机是分开的，虽然我们智能混合式步进伺服驱动器已经集成了驱动功能，但是整体所占用空间还是比较大。并且混合式步进伺服驱动系统采用高速脉冲口和I/O口的控制方式，抗干扰差，接线复杂，重度依赖硬件，并对控制器的依赖高，实现多轴联调成本高，网络复杂，不便于设备的维护和保养。
现有的伺服电机驱动器与电机分开不经占用的空间大，并且在接线方面给用户带来了很大的麻烦，由于驱动器外接回混入干扰，使得对控制器的控制要求很高。
因此需要设计出一种能接入外部设备更多生产成本更低，抗干扰能力更好的电机。
实用新型内容
本实用新型提供集成式智能CAN总线混合式步进伺服电机，解决现有混合式步进伺服电机开发时间长和抗干扰能力差的问题。
本实用新型通过以下技术方案解决上述问题：
集成式智能CAN总线混合式步进伺服电机，包括电机本体和电机驱动器，电机驱动器设置在电机本体的一边上，电机驱动器的外壳体与电机本体的外壳体合为一体；所述电机本体前端设置有前固定板和电机转轴；所述电机本体的后端设置有后固定板；所述电机驱动器内设置有驱动电路板，电机驱动器上设置有I/O接口、通讯接口、波特率旋转开关、LED指示灯、站号设置旋码开关和电源接口；所述驱动电路板包括电源接口电路、直流电源电路、内部逻辑电源电路、电压及温度检测电路、脉宽调制电路、过流检测电路、控制器电路、通讯接口电路、数字滤波电路、光耦隔离电路和I/O口电路；所述电源接口电路设置在电源接口上，所述电源接口电路的输出端与直流电源电路连接；所述直流电源电路的输出端分别与内部逻辑电源电路和脉宽调制电路连接；所述内部逻辑电源电路的输出端与控制器电路连接供电；所述脉宽调制电路控制端与控制器电路连接；所述脉宽调制电路的输出端与电解连接；所述电压及温度检测电路和过流检测电路的采集端均与脉宽调制电路连接；所述电压及温度检测电路和过流检测电路的输出端均与控制器电路连接；所述通讯接口电路设置在通讯接口上并与控制器电路连接；所述I/O口电路设置在I/O接口上并经光耦隔离电路和数字滤波电路与控制器电路连接。
上述方案中，优选的是驱动电路板还设置有编码器电路，所述编码器电路的采集端与电机连接，所述编码器电路的输出端与控制器电路连接。
上述方案中，优选的是电压及温度检测电路包括电压采集电路和温度采集电路，所述电压采集电路的采集端与脉宽调制电路电压输入端连接；所述电压采集电路的输出端与控制器电路连接；所述温度采集电路包括温度传感器，温度传感器设置在脉宽调制电路和电机上，温度采集电路的输出端与控制器电路连接。
上述方案中，优选的是脉宽调制电路包括驱动电路与调制电路，所述调制电路的输入端与控制器电路连接；所述调制电路的输出端与驱动电路连接；所述驱动电路的驱动端与电机连接。
上述方案中，优选的是后固定板外侧设置有散热条，散热条设置为凹凸条形。
本实用新型的优点与效果是：
1、本实用新型将步进伺服电机与驱动控制技术于一体，节约了安装空间、简化了繁琐的接线并大大节省了设计成本及设备的维护成本，是智能制造行业应用步进伺服系统方案时的首选，同时采用CAN总线的通讯协议加速了智能装备向小型化，高性能，高稳定性方向发展，很受客户欢迎。
2、本实用新型将步进伺服电机、反馈装置、驱动放大器、运动控制器组合成一个整体，体积更小、故障率更低、无需匹配电机和驱动控制器，使用简单，系统设计和维护方便，大大减少产品开发时间。
3、本实用新型采用标准的CAN总线通讯协议，可通过一根网线与其他采用相同标准协议的几十甚至上百个子系统（如伺服，变频器，I/O设备）进行网络化连接，大大降低了设备的材料成本及人力成本，设备维护简单，并解决了信号传输的干扰问题。
附图说明
图1为本实用新型的侧视图；
图2为本实用新型的地面图；
图3为本实用新型的正面图；
图4为本实用新型的驱动器结构框图。
图中标号：1电机本体、2前固定板、3电机转轴、4电机驱动器、5后固定板、6散热条、7I/O接口、8通讯接口、9波特率旋转开关、10LED指示灯、11站号设置旋码开关、12电源接口。
具体实施方式
以下结合实施例对本实用新型作进一步说明。
集成式智能CAN总线混合式步进伺服电机，如图1所示，包括电机本体1和电机驱动器4，电机驱动器4设置在电机本体1的一边上，电机驱动器4的外壳体与电机本体1的外壳体合为一体。电机驱动器4的外壳体与电机本体1的外壳体在生产过程中使用一个可直接扣合的壳体，使得其形成一个整体。
如图1、2所述，所述电机本体1前端设置有前固定板2和电机转轴3，电机转轴3设置在前端的中间，跟现有的电机设置相适。所述电机本体1的后端设置有后固定板5，后固定板5外侧设置有散热条6，散热条6设置为凹凸条形，从而可以更方便电机散热。
如图3所示，所述电机驱动器4内设置有驱动电路板，电机驱动器4上设置有I/O接口7、通讯接口8、波特率旋转开关9、LED指示灯10、站号设置旋码开关11和电源接口12。
I/O接口7定义如下表所示：
通讯接口8为CAN接口，通讯接口8的数量为2个。波特率旋转开关9包括有S1和S2开关，波特率旋转开关9用于选取站号，选取站号方式为：当前站号=S2X16+S1。LED指示灯10包括红LED指示灯和绿LED指示灯。LED指示灯10用于报警作用。
LED指示灯10报警定义为：
| 绿灯状态 | 红灯状态 | 定义 |
| 常闪 | 常灭 | 通讯未接上 |
| 闪1次 | 闪1次 | CW限位报警 |
| 闪1次 | 闪2次 | CCW限位报警 |
| 闪1次 | 闪4次 | 通讯异常 |
| 常亮 | 闪1次 | 过流报警 |
| 常亮 | 闪2次 | 过压报警 |
| 常亮 | 闪3次 | 复位失败报警 |
| 常亮 | 闪4次 | 超差报警 |
如图4所示，所述驱动电路板包括电源接口电路、直流电源电路、内部逻辑电源电路、电压及温度检测电路、脉宽调制电路、过流检测电路、控制器电路、通讯接口电路、数字滤波电路、光耦隔离电路和I/O口电路。所述电源接口电路设置在电源接口12上，所述电源接口电路的输出端与直流电源电路连接；所述直流电源电路的输出端分别与内部逻辑电源电路和脉宽调制电路连接；所述内部逻辑电源电路的输出端与控制器电路连接供电。电源接口电路接入的是20V-50V的电压。直流电源电路通过脉宽调制电路给电机供电。内部逻辑电源电路给控制器供电。
所述脉宽调制电路控制端与控制器电路连接；所述脉宽调制电路的输出端与电解连接。
所述电压及温度检测电路和过流检测电路的采集端均与脉宽调制电路连接。电压及温度检测电路包括电压采集电路和温度采集电路，所述电压采集电路的采集端与脉宽调制电路电压输入端连接；所述电压采集电路的输出端与控制器电路连接；所述温度采集电路包括温度传感器，温度传感器设置在脉宽调制电路和电机上，温度采集电路的输出端与控制器电路连接。
所述电压及温度检测电路和过流检测电路的输出端均与控制器电路连接；所述通讯接口电路设置在通讯接口8上并与控制器电路连接。
所述I/O口电路设置在I/O接口7上并经光耦隔离电路和数字滤波电路与控制器电路连接。数字滤波电路包括了数字滤波和软件滤波两种。
通过标准的网络线连接线实现个子设备的通讯连接。每个混合式步进伺服电机有两个CAN总线接口，都为标准的网口形式，一进一出可以任意。方便多级子系统的连接。通过CAN总线与主控及子系统进行连接和组网。
以下为I/O接口7接线端和接线端的作用。
CW+: CW方向限位开关正输入。
CW-: CW方向限位开关负输入。
CCW限位，CW/CCW点动以及速度模式下的启/停和方向的信号。
EN: 标准数字输入可用作电机使能，清除报警。这个输入口也可以连接到传感器、开关或其它设备用于Q或SCL命令，AIN: 模拟速度或位置命令信号。0～5V输入，增益、滤波频率、偏移量、死区可调。
OUT: 光电隔离数字输出。这个输出信号可以用来控制刹车，用作报警输出，指示电机运行状态，或者用作转速信号输出。这个输出还可以做为一个通用输出口，可以用作驱动LED、继电器以及其它电子设备（如PLC或计数器）的输入端。
以上已对本实用新型创造的较佳实施例进行了具体说明，但本实用新型并不限于实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型创造精神的前提下还可以作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请的范围内。
Claims (5)
1.集成式智能CAN总线混合式步进伺服电机，其特征在于：包括电机本体（1）和电机驱动器（4），电机驱动器（4）设置在电机本体（1）的一边上，电机驱动器（4）的外壳体与电机本体（1）的外壳体合为一体；
所述电机本体（1）前端设置有前固定板（2）和电机转轴（3）；所述电机本体（1）的后端设置有后固定板（5）；
所述电机驱动器（4）内设置有驱动电路板，电机驱动器（4）上设置有I/O接口（7）、通讯接口（8）、波特率旋转开关（9）、LED指示灯（10）、站号设置旋码开关（11）和电源接口（12）；
所述驱动电路板包括电源接口电路、直流电源电路、内部逻辑电源电路、电压及温度检测电路、脉宽调制电路、过流检测电路、控制器电路、通讯接口电路、数字滤波电路、光耦隔离电路和I/O口电路；所述电源接口电路设置在电源接口（12）上，所述电源接口电路的输出端与直流电源电路连接；所述直流电源电路的输出端分别与内部逻辑电源电路和脉宽调制电路连接；所述内部逻辑电源电路的输出端与控制器电路连接供电；所述脉宽调制电路控制端与控制器电路连接；所述脉宽调制电路的输出端与电解连接；所述电压及温度检测电路和过流检测电路的采集端均与脉宽调制电路连接；所述电压及温度检测电路和过流检测电路的输出端均与控制器电路连接；所述通讯接口电路设置在通讯接口（8）上并与控制器电路连接；所述I/O口电路设置在I/O接口（7）上并经光耦隔离电路和数字滤波电路与控制器电路连接。
2.根据权利要求1所述的集成式智能CAN总线混合式步进伺服电机，其特征在于：所述驱动电路板还设置有编码器电路，所述编码器电路的采集端与电机连接，所述编码器电路的输出端与控制器电路连接。
3.根据权利要求1所述的集成式智能CAN总线混合式步进伺服电机，其特征在于：所述电压及温度检测电路包括电压采集电路和温度采集电路，所述电压采集电路的采集端与脉宽调制电路电压输入端连接；所述电压采集电路的输出端与控制器电路连接；所述温度采集电路包括温度传感器，温度传感器设置在脉宽调制电路和电机上，温度采集电路的输出端与控制器电路连接。
4.根据权利要求1所述的集成式智能CAN总线混合式步进伺服电机，其特征在于：所述脉宽调制电路包括驱动电路与调制电路，所述调制电路的输入端与控制器电路连接；所述调制电路的输出端与驱动电路连接；所述驱动电路的驱动端与电机连接。
5.根据权利要求1所述的集成式智能CAN总线混合式步进伺服电机，其特征在于：所述后固定板（5）外侧设置有散热条（6），散热条（6）设置为凹凸条形。
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|---|---|---|---|---|
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| CN111490637A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-08-04 | 常州洪记两轮智能交通工具有限公司 | 电机用一体式插件、制造方法及电机 |
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