CN208969461U - 运动控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种运动控制系统，包括：伺服控制电路、运动控制电路、微处理器、多个空间矢量脉宽调制集成电路、多个交‑直‑交功率电路、电源控制电路和多个伺服电机；伺服控制电路分别与运动控制电路和多个空间矢量脉宽调制集成电路的输入端连接；运动控制电路与微处理器连接；多个空间矢量脉宽调制集成电路分别与多个交‑直‑交功率电路的输出端一一对应连接；电源控制电路和多个伺服电机与多个交‑直‑交功率电路连接；多个伺服电机与伺服控制电路连接。本实用新型提供一种集成运动控制器和多轴交流伺服驱动器的运动控制系统，利用一个运动控制电路控制一个伺服控制电路，达到驱动多台伺服电机的目的，从而减少设备投入量和误差率。

Description

运动控制系统

技术领域

本实用新型涉及自动化控制技术领域，尤其涉及一种运动控制系统。

背景技术

目前，市场上的数控设备、工业机器人的运动控制一般通过多台交流伺服驱动器和相同数量的伺服电机来实现多轴直线或关节运动，并且还需配备多轴的运动控制器，实现自动控制。而这种控制方法，需要运动控制器同时控制多台交流伺服驱动器，且需要多台交流伺服驱动器同时控制多台伺服电机，使得设备投入量较大，且若一台交流伺服驱动器发生故障，会导致整个控制过程产生误差，且会对其他伺服电机控制的相关线程产生干扰，从而给用户带来莫名的困扰。

实用新型内容

本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种集合运动控制器和多轴交流伺服驱动器的运动控制系统，使运动控制器和伺服驱动器相结合，采用一个伺服控制电路和一个运动控制电路对多个伺服电机进行控制，减少设备投入量，减小发生误差的概率，从而提高用户体验。

为解决上述问题，本实用新型实施例提供一种运动控制系统，包括：伺服控制电路、运动控制电路、微处理器、多个空间矢量脉宽调制集成电路、多个交-直-交功率电路、电源控制电路和多个伺服电机；

所述伺服控制电路，分别与所述运动控制电路和所述多个空间矢量脉宽调制集成电路的输入端连接；

所述运动控制电路与所述微处理器连接；

所述多个空间矢量脉宽调制集成电路的输出端，分别与所述多个交-直-交功率电路的输出端一一对应连接；

所述多个交-直-交功率电路的输入端与所述电源控制电路的输出端连接，所述多个交-直-交功率电路的输出端与所述多个伺服电机连接；

所述多个伺服电机与所述伺服控制电路连接。

进一步的，还包括：电流检测电路和故障检测电路；

所述电流检测电路与各个所述交-直-交功率电路的输出端连接；

所述故障检测电路与所述伺服控制电路连接。

进一步的，所述伺服控制电路包括：逻辑控制子电路、控制处理子电路和位置反馈子电路；

所述逻辑控制子电路与所述运动控制电路连接；

所述控制处理子电路与所述逻辑控制电子路、所述电源控制电路、所述多个空间矢量脉宽调制集成电路连接；

所述位置反馈子电路与所述逻辑控制子电路连接；所述位置反馈子电路包括多个位置反馈接口；

所述多个位置反馈接口分别与所述多个伺服电机一一对应连接。

进一步的，还包括：

与所述控制处理电路连接的伺服显示电路。

进一步的，所述运动控制电路包括：指令及反馈电路和FPGA电路；

所述指令及反馈电路与所述FPGA电路和所述伺服控制电路连接；

所述FPGA电路与所述微处理器连接。

进一步的，所述功率电路还包括：故障检测电路；

所述故障检测电路与所述逻辑控制电路连接。

进一步的，所述伺服电机包括编码器；

所述编码器包括增量式编码器和/或绝对式编码器。

进一步的，还包括：与所述微处理器连接的控制器显示电路；

所述控制器显示电路包括显示电路和数据存储FLASH电路。

进一步的，所述微处理器为ARM处理器。

实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：

本实用新型实施例提供的一种运动控制系统，包括：功率电路、多个伺服电机、伺服控制电路、运动控制电路和微处理器。功率电路与多个伺服电机连接，多个伺服电机与伺服控制电路连接，伺服控制电路与功率控制电路连接，运动控制电路与伺服控制电路和微处理器连接。与传统技术相比，本实用新型提供一种集成运动控制器和多轴交流伺服驱动器的运动控制系统，利用一个运动控制电路控制一个伺服控制电路，达到驱动多台伺服电机的目的，从而减少设备投入量和误差率。

附图说明

图1是本实用新型的一个实施例提供的运动控制系统的结构示意图；

图2是本实用新型的又一个实施例提供的运动控制系统的结构示意图；

图3是本实用新型的一个实施例提供的伺服控制电路的结构示意图；

图4是本实用新型的一个实施例提供的运动控制电路的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参见图1-2。

参见图1，是本实用新型的一个实施例提供的运动控制系统的结构示意图，如图1所示，该系统外接交流电源，包括：伺服控制电路101、运动控制电路102、微处理器103、多个空间矢量脉宽调制集成电路104、多个交-直-交功率电路105、电源控制电路106、多个伺服电机107、电流检测电路108、故障检测电路109、控制器显示电路110和伺服显示电路111。

伺服控制电路101，分别与运动控制电路102和多个空间矢量脉宽调制集成电路104的输入端连接。运动控制电路102与微处理器103连接。多个空间矢量脉宽调制集成电路104的输出端，分别与多个交-直-交功率电路105的输出端一一对应连接。多个交-直-交功率电路105的输入端与电源控制电路106的输出端连接，多个交-直-交功率电路105的输出端与多个伺服电机107连接。电流检测电路108与各个交-直-交功率电路105的输出端连接。故障检测电路109与伺服控制电路101连接。控制器显示电路110与微处理器103连接。其中，控制器显示电路110还包括显示子电路201和数据存储FLASH电路202。伺服显示电路111与伺服控制电路101连接。

在本实施例中，通过一个伺服控制电路101和一个运动控制电路102，连接两个空间矢量脉宽调制集成电路104，且利用两个交-直-交功率电路105与两个空间矢量脉宽调制集成电路104、电源控制电路106，再将两个空间矢量脉宽调制集成电路104连接两个伺服电机107，从而实现一个伺服控制电路101和一个运动控制电路102驱动两个伺服电机107。

在本实施例中，伺服控制电路101用于输出逻辑电流。运动控制电路102用于进行控制电流的频率调整。微处理器103用于将输入微处理器103的电流转换为控制电流。空间矢量脉宽调制集成电路104包括PWM脉冲调制子电路。PWM脉冲调制子电路为现有技术常见的电流脉冲调制电路，用于输出多路PWM电流。交-直-交功率电路105用于得到任意频率的三相交流电的输出。电源控制电路105由DC/DC转换器与电源连接，控制直流电输出。其中，微处理器采用ARM微处理器。ARM微处理器将输入的电流转换为控制电流为现有技术常见手段。电流检测电路108和故障检测电路109用于实现电流的实时检测。

在本实施例中，微处理器可以但不限于型号为at91sam9200的ARM处理器。

进一步的，控制器显示电路110还包括显示子电路201和数据存储FLASH电路202。

在本实施例中，显示子电路201采用LED显示屏幕参数显示。伺服显示电路111用于采用带电可擦可编程只读存储器连接发光二极管显示屏幕的方式，进行伺服控制参数显示。

请参阅图3。

参见图3，是本实用新型的一个实施例提供的伺服控制电路的结构示意图。包括逻辑控制子电路301、控制处理子电路302和位置反馈子电路303。

逻辑控制子电路301与运动控制电路102连接，控制处理子电路302与逻辑控制子电路301、电源控制电路106、多个空间矢量脉宽调制集成电路104和伺服显示电路111连接。位置反馈子电路303与逻辑控制子电路301连接。

在本实施例中，位置反馈子电路303的硬件接口设置有第一位置反馈接口和第二位置反馈接口，两个位置反馈接口分别用于与两个伺服电机107的编码器或光栅尺等位置反馈元件连接。两个位置反馈接口的接口形式相同，都适用于编码器或者光栅尺。

在本实施例中，逻辑控制子电路301采用CPLD。伺服电机107的编码器包括增量式编码器或者绝对式编码器。CPLD用于通过内部逻辑结构，将外部输入电流生成逻辑电流。增量式编码器包括接口管理电路和差分信号检测电路，滤除差分信号中的高频干扰信号。绝对式编码器包括接口管理电路和RS485差分接口芯片。RS485差分接口芯片支持由多摩川公司提出的NRG协议，采用半双工的通讯模式，最高时钟频率5MHz，其协议包括传感器模式和寄存器模式两部分的内容，协议的通讯模块均是基于CPLD设计。

在本实施例中，控制处理电路302采用DSP。

需要说明的是，位置反馈子电路采用现有技术常用的反馈子电路，在此不多赘述。

请参阅图4。

参见图4，是本实用新型的一个实施例提供的运动控制电路的结构示意图。包括指令及反馈子电路401和FPGA子电路402。

指令及反馈子电路401和FPGA子电路402连接。FPGA子电路402和微处理器105连接。

在本实施例中，指令及反馈子电路401用于接收逻辑电流和反馈控制电流。FPGA电路402用于通过内部逻辑结构，对控制电流进行频率调整。

由上可见，本实用新型实施例提供一种运动控制系统，包括：伺服控制电路、运动控制电路、微处理器、多个空间矢量脉宽调制集成电路、多个交-直-交功率电路、电源控制电路和多个伺服电机。伺服控制电路，分别与运动控制电路和多个空间矢量脉宽调制集成电路的输入端连接；运动控制电路与微处理器连接；多个空间矢量脉宽调制集成电路的输出端，分别与多个交-直-交功率电路的输出端一一对应连接；多个交-直-交功率电路的输入端与电源控制电路的输出端连接，多个交-直-交功率电路的输出端与多个伺服电机连接；多个伺服电机与伺服控制电路连接。与传统技术相比，本实用新型提供一种集成运动控制器和多轴交流伺服驱动器的运动控制系统，通过伺服控制电路与运动控制电路相结合的方式，利用一个伺服控制电路，达到驱动多台伺服电机的目的，从而减少设备投入量和误差发生的概率，提高用户体验。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种运动控制系统，外接交流电源，其特征在于，包括：伺服控制电路、运动控制电路、微处理器、多个空间矢量脉宽调制集成电路、多个交-直-交功率电路、电源控制电路和多个伺服电机；

所述伺服控制电路，分别与所述运动控制电路和所述多个空间矢量脉宽调制集成电路的输入端连接；

所述运动控制电路与所述微处理器连接；

所述多个空间矢量脉宽调制集成电路的输出端，分别与所述多个交-直-交功率电路的输出端一一对应连接；

所述多个交-直-交功率电路的输入端与所述电源控制电路的输出端连接，所述多个交-直-交功率电路的输出端与所述多个伺服电机连接；

所述多个伺服电机与所述伺服控制电路连接。

2.根据权利要求1所述的运动控制系统，其特征在于，还包括：电流检测电路和故障检测电路；

所述电流检测电路与各个所述交－直－交功率电路的输出端连接；

所述故障检测电路与所述伺服控制电路连接。

3.根据权利要求1所述的运动控制系统，其特征在于，所述伺服控制电路包括：逻辑控制子电路、控制处理子电路和位置反馈子电路；

所述逻辑控制子电路与所述运动控制电路连接；

所述控制处理子电路与所述逻辑控制电子路、所述电源控制电路、所述多个空间矢量脉宽调制集成电路连接；

所述位置反馈子电路与所述逻辑控制子电路连接；所述位置反馈子电路包括多个位置反馈接口；

所述多个位置反馈接口分别与所述多个伺服电机一一对应连接。

4.根据权利要求3所述的运动控制系统，其特征在于，还包括：

与所述控制处理子电路连接的伺服显示电路。

5.根据权利要求1所述的运动控制系统，其特征在于，所述运动控制电路包括：指令及反馈子电路和FPGA子电路；

所述指令及反馈子电路与所述FPGA子电路和所述伺服控制电路连接；

所述FPGA子电路与所述微处理器连接。

6.根据权利要求1所述的运动控制系统，其特征在于，所述伺服电机包括编码器；

所述编码器包括增量式编码器和/或绝对式编码器。

7.根据权利要求1所述的运动控制系统，其特征在于，还包括：与所述微处理器连接的控制器显示电路；

所述控制器显示电路包括显示电路和数据存储FLASH电路。

8.根据权利要求1所述的运动控制系统，其特征在于，所述微处理器为ARM处理器。