CN210868483U - 伺服电机驱动器及自动化设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电机驱动器及自动化设备，电机驱动器包括壳体、与壳体配合形成封闭空间的散热器以及设置于封闭空间内的主控电路板，其中主控电路板上设置有内部接地线以及与内部接地线连接的接地通孔，散热器上设置有位置与接地通孔相对应的接地螺钉孔，内置接地螺钉穿过接地通孔旋入接地螺钉孔，内置接地螺钉位于接地通孔内的部分与内部接地线连接，通过散热器的设置实现了对伺服电机驱动器内部发热器件的及时散热；同时通过伺服电机驱动器壳体上的第一接地螺钉和第二接地螺钉实现了不同伺服电机驱动器之间的级联接地，便于工作人员的使用、安装以及管理，给工作人员带来诸多便利，大大提升了体验满意度。

Description

伺服电机驱动器及自动化设备

技术领域

本实用新型涉及电机控制领域，尤其涉及一种伺服电机驱动器及自动化设备。

背景技术

电机驱动器是一种广泛应用于工业控制和自动化生产中的产品，例如应用于3C自动化、单轴机械手、物流等多种自动化控制行业。目前，电机驱动器的种类繁多，例如伺服电机驱动器和步进电机驱动器，这里以伺服电机驱动器为例应用相关设计及技术。

伺服驱动器结构设计的一个主要考虑因素就是接地螺钉的设置方式。当前主流的设置方式是在伺服电机驱动器的底面(与地接触面)设置1个接地螺钉，但该设置方式使得伺服电机驱动器在竖直方向上放置不稳，容易在不小心触碰其时导致倒落，从而给伺服电机驱动器造成一定的损坏，可见，现有技术中的接地螺钉的设置方式并不合理。

另外，伺服电机驱动器的结构设计还与驱动器产品整体的散热效果强相关。伺服驱动器内部器件在运行过程中容易产生大量的热量，如果热量无法及时散出，将导致伺服电机驱动器内部器件的温度过高从而出现损坏、伺服电机驱动器无法正常工作，使用时长大大降低等现象的发生，所以如何通过结构设计解决伺服器的散热问题也是各设计单位追求的主要目标。

实用新型内容

本实用新型提供了一种伺服电机驱动器及自动化设备，解决现有伺服电机驱动器接地螺钉设置不合理，同时在伺服电机驱动器运行过程中容易出现热量无法散出，影响伺服电机驱动器正常工作的问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种伺服电机驱动器，所述伺服电机驱动器包括壳体、与所述壳体配合形成封闭空间的散热器以及设置于所述封闭空间内的主控电路板，所述主控电路板上设置有内部接地线以及与所述内部接地线连接的接地通孔；

所述散热器上设置有位置与所述接地通孔相对应的接地螺钉孔，内置接地螺钉穿过所述接地通孔旋入所述接地螺钉孔，内置接地螺钉位于所述接地通孔内的部分与所述内部接地线连接；

所述壳体设置有与所述内部接地线连接的第一接地螺钉和第二接地螺钉；所述第一接地螺钉用于与外部接地线连接或者与上一级电机驱动器上的第二接地螺钉连接，所述第二接地螺钉用于与下一级电机驱动器上的第一接地螺钉连接或者悬空。

可选的，所述壳体的至少一个侧面和背面与所述散热器连接以配合形成封闭空间，所述散热器沿所述侧面的高度方向延伸至所述壳体的顶面和/或底面；所述散热器侧面向外延伸出散热翅片，所述散热翅片整体为倒L型。

可选的，所述壳体的侧面靠近散热器的区域设置有第一连接件，所述壳体的背面靠近散热器的区域设置有第二连接件，所述第一连接件与所述散热器上设置的第三连接件连接，所述第二连接件与所述散热器上设置的第四连接件连接。

可选的，所述壳体的正面、顶面、底面、左侧面以及右侧面至少一个上的部分区域设置有散热栅格，所述散热栅格用于将所述伺服电机驱动器内部的热量从所述散热栅格散出。

可选的，所述第一接地螺钉与所述第二接地螺钉设置于所述壳体正面靠近下端的区域。

可选的，所述伺服电机驱动器还包括显示单元，所述壳体的正面设置有容纳所述显示单元的空腔，所述显示单元设置于所述空腔内并与所述主控电路板上的驱动控制电路连接。

可选的，所述伺服电机驱动器还包括第一制动电阻，所述主控电路板上还设置有驱动控制电路，所述驱动控制电路包括控制单元以及与所述控制单元连接的制动电路；

所述壳体的背面设置有用于放置所述第一制动电阻的容置槽，所述第一制动电阻固定于所述容置槽内，并与所述制动电路连接。

可选的，所述伺服电机驱动器还包括接口单元，当所述伺服电机驱动器设置有一个主控电路板时，所述接口单元固定设置在所述主控电路板上并通过所述壳体设置的镂空孔显露于外部。

可选的，所述显示单元包括一个承载电路板，所述承载电路板上设置有显示器件，所述主控电路板上设置有供所述承载电路板穿过的开槽，所述承载电路板穿过所述开槽将所述显示单元固定在所述主控电路板上。

可选的，所述接口单元包括第一接口单元、第二接口单元中的至少一个；

所述第一接口单元通过所述壳体正面设置的镂空孔显露于外部；

所述第二接口单元通过所述壳体顶面设置的镂空孔显露于外部。

可选的，所述第一接口单元包括控制信号接口、编码器接口、电源接口、电机绕组接口、保护地接口中的至少一种。

可选的，所述第一接口单元还包括调试接口、制动电阻接口、共直流母线接口中的至少一种。

可选的，所述第一接口单元包括依次相邻分布的调试接口、控制信号接口、编码器接口、电源接口、制动电阻接口、电机绕组接口、保护地接口。

可选的，所述第二接口单元包括至少一个通讯接口，所述通讯接口用于传输调试信号或通讯信号。

可选的，所述第二接口单元还包括更新开关，所述更新开关用于触发伺服电机驱动器更新信号对伺服电机驱动器的软件程序或驱动程序进行更新；

所述更新开关还用于触发伺服电机驱动器烧录信号对伺服电机驱动器的软件程序或驱动程序进行烧录。

可选的，所述第一接口单元包括与所述制动电路连接的制动电阻接口时，所述容置槽内的第一制动电阻通过导线与所述制动电阻接口连接。

可选的，所述壳体的底面设置有用于容纳所述导线的导线槽，所述导线从所述壳体的背面延伸进入所述导线槽，沿着所述导线槽延伸至所述壳体的正面与所述制动电阻接口连接。

可选的，所述伺服电机驱动器还包括固定件，所述第一制动电阻相对的两端分别设置有固定孔，所述容置槽底部与所述固定孔相对应的位置设置有连接孔，所述固定件穿过所述第一制动电阻的固定孔并固定于所述容置槽底部的连接孔内，将所述第一制动电阻固定于所述容置槽内。

可选的，所述第一制动电阻上的固定孔沿其高度方向分为上层固定孔和下层固定孔，且上层固定孔的孔径大于或等于下层固定孔的孔径，所述固定件穿过所述第一制动电阻的固定孔并固定于所述容置槽底部的连接孔内后，所述固定件的上端位于所述上层固定孔内。

为了解决上述问题，本实用新型还提供了一种自动化设备，所述自动化设备包括如上所述的伺服电机驱动器，以及与所述伺服电机驱动器连接的电机，所述伺服电机驱动器用于控制所述电机。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供一种伺服电机驱动器及自动化设备，在本实用新型中接地螺钉为两个，通过伺服电机驱动器壳体上的第一接地螺钉和第二接地螺钉实现了不同伺服电机驱动器之间的级联接地，便于工作人员的使用、安装以及管理，给工作人员带来诸多便利，大大提升了体验满意度。

另外，在本实施例中通过设置在伺服电机驱动器的散热器，实现了对伺服电机驱动器内部发热器件的及时散热，避免了由于伺服电机驱动器内部器件的温度过高从而出现损坏、伺服电机驱动器无法正常工作，使用时长大大降低等现象的发生。

附图说明

图1-1为本实用新型实施例一提供的伺服电机驱动器正视图；

图1-2为本实用新型实施例一提供的伺服电机驱动器后视图；

图1-3为本实用新型实施例一提供的第一制动电阻的固定孔的结构示意图；

图1-4为本实用新型实施例一提供的伺服电机驱动器右视图；

图1-5为本实用新型实施例一提供的伺服电机驱动器左视图；

图1-6为本实用新型实施例一提供的伺服电机驱动器俯视图；

图1-7为本实用新型实施例一提供的伺服电机驱动器仰视图；

图1-8为本实用新型实施例一提供的伺服电机驱动器立体图1；

图1-9为本实用新型实施例一提供的伺服电机驱动器立体图2；

图1-10为本实用新型实施例一提供的伺服电机驱动器立体图3；

图2为本实用新型实施例二提供的具备IPM模块温度控制电路的伺服电机驱动器的结构示意图；

图3-1本实用新型实施例二提供的IPM模块温度控制电路的结构示意图一；

图3-2本实用新型实施例二提供的IPM模块温度控制电路的结构示意图二；

图3-3本实用新型实施例二提供的电压设定电路的结构示意图一；

图3-4本实用新型实施例二提供的电压设定电路的结构示意图二；

图3-5本实用新型实施例二提供的电压比较电路的结构示意图；

图3-6本实用新型实施例二提供的第二光耦隔离电路的结构示意图一；

图3-7本实用新型实施例二提供的第二光耦隔离电路的结构示意图二；

图3-8本实用新型实施例二提供的放大电路的结构示意图一；

图3-9本实用新型实施例二提供的放大电路的结构示意图二；

图3-10本实用新型实施例二提供的IPM模块温度控制电路的结构示意图三；

图4为本实用新型实施例三提供的伺服电机驱动器控制单元的结构示意图；

图5为本实用新型实施例三提供的具备模拟量输入电路的伺服电机驱动器的结构示意图；

图6为本实用新型实施例三提供的具备模拟量输出电路的伺服电机驱动器的结构示意图；

图7为本实用新型实施例三提供的具备通讯电路的伺服电机驱动器的结构示意图；

图8为本实用新型实施例三提供的具备母线电流采样电路的伺服电机驱动器的结构示意图；

图9为本实用新型实施例三提供的具备母线电压采样电路的伺服电机驱动器的结构示意图；

图10为本实用新型实施例三提供的具备数字量输入电路的伺服电机驱动器的结构示意图；

图11为本实用新型实施例三提供的具备数字量输出电路的伺服电机驱动器的结构示意图；

图12为本实用新型实施例三提供的具备编码器输入电路的伺服电机驱动器的结构示意图；

图13为本实用新型实施例三提供的具备编码器输出电路的伺服电机驱动器的结构示意图；

图14-1为本实用新型实施例四提供的伺服电机驱动器结构示意图一；

图14-2为本实用新型实施例四提供的伺服电机驱动器结构示意图二；

图15-1为本实用新型实施例五提供的电机控制系统示意图；

图15-2为本实用新型实施例五提供的伺服电机驱动器结构示意图；

图15-3为本实用新型实施例五提供的龙门控制器结构示意图；

图15-4为本实用新型实施例五提供的控制设备与伺服电机驱动器的接线示意图。

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，所描述的实施例只是本实用新型中一部分实施例，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。

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例一：

本实施例提供的伺服电机驱动器包括壳体、与所述壳体配合形成封闭空间的散热器以及设置于所述封闭空间内的主控电路板，主控电路板上设置有驱动控制电路以及内部接地线。

在本实施例中，可在伺服电机驱动器上设置一个主控电路板，以节省伺服电机驱动器成本，且可使得伺服电机驱动器的体积更小。在本实施例的一些示例中，也可设置两个或两个以上的主控电路板，在实际应用中，可根据具体应用场景做灵活调整。

在本实施例中，参见图1-1所示，壳体固定设置有与内部接地线连接的第一接地螺钉101和第二接地螺钉102；第一接地螺钉101用于与外部接地线连接或者与上一级伺服电机驱动器上的第二接地螺钉连接，第二接地螺钉102用于与下一级伺服电机驱动器上的第一接地螺钉连接或者悬空。

在本实施例中，第一接地螺钉101和第二接地螺钉102中的至少一个设置于壳体的正面上，一种示例中，第一接地螺钉101和第二接地螺钉102均设置在壳体的正面上，或者第一接地螺钉101和第二接地螺钉102还可设置在壳体的其他区域，例如设置在壳体的顶面或左侧面或右侧面等。应当明确的是，在实际应用中，第一接地螺钉101和第二接地螺钉102在壳体上的设置位置可根据具体应用场景做灵活调整，只要设置的位置能保证伺服电机驱动器在竖直方向上的稳定放置均可。

在本实施例的一些示例中，当第一接地螺钉101和第二接地螺钉102均设置在壳体的正面上时，具体的，第一接地螺钉101与第二接地螺钉102可设置于壳体正面上的任意区域，例如，正面靠近上端区域、正面中间区域、正面靠近下端区域等，可以理解的是，接地螺钉用于接地，因此，优选的，可将第一接地螺钉101与第二接地螺钉102设置在壳体正面靠近下端的区域，从而方便接地，节约走线等。

在本实施例的一些示例中，接地螺钉可设置在接地螺钉座上，具体的，第一接地螺钉101和第二接地螺钉102可设置在同一个接地螺钉座上，也可以分别设置在不同的接地螺钉座上，具体的，当接地螺钉设置在接地螺钉座上时，接地螺钉座可通过焊接的方式固定在主控电路板上，可以理解的是，接地螺钉座用于安装接地螺钉，即接地螺钉座的作用为为接地螺钉提供一个承载体，在本实施例的另一些示例中，也可以无需将接地螺钉安装在接地螺钉座上，直接将接地螺钉与主控电路板固定，或者将接地螺钉安装在其他形式的承载体上，本实用新型对此不做具体限定。

在本实施例中，参见图1-2所示，壳体的背面固定设置有用于放置第一制动电阻112的容置槽，第一制动电阻112固定于容置槽内，并与制动电路连接。也即本实施例中通过设置的第一制动电阻，可以在伺服电机驱动器运行过程中出现转速过高的情况下，很方便的更换制动电阻，即只需从壳体的背面上拆掉已配置的第一制动电阻，重新接入更大功率的第一制动电阻即可，同时也节省了壳体空间，更好的达到了降低电机转速的目的。

在本实施例中，伺服电机驱动器还可包括固定件，第一制动电阻112相对的两端分别设置有固定孔，容置槽底部与固定孔相对应的位置设置有连接孔，固定件穿过第一制动电阻112的固定孔并固定于容置槽底部的连接孔内，将第一制动电阻固定于容置槽内。参见图1-3所示，图中箭头所示方向为第一制动电阻的高度方向。第一制动电阻112上的固定孔可沿高度方向分为上层固定孔1121和下层固定孔1122，且上层固定孔1121的孔径大于或等于下层固定孔1122的孔径，固定件(图中所示为螺钉)穿过第一制动电阻112的固定孔并固定于容置槽底部的连接孔内后，固定件的上端位于上层固定孔内。可选的，固定件可为螺钉，将螺钉旋入上层固定孔和下层固定孔并固定于容置槽底部的连接孔内，螺钉冒则位于上层固定孔内，以避免螺钉冒突出对工作人员造成不便或损伤，并在一定程度上提高了美观度，其中上层固定孔可为半圆形通孔或U型通孔等其他形状的通孔，本实用新型对此不做具体限定，在实际应用中，可根据具体应用场景做灵活调整。

在本实施例中，伺服电机驱动器还可包括显示单元，例如，仍参见图1-1所示，壳体的正面设置有容纳显示单元的空腔，显示单元111设置于空腔内并与主控电路板上的驱动控制电路连接。本实施例中的显示单元包括一个承载电路板，其中承载电路板上设置有显示器件，可选的，显示器件可为显示面板、显示屏等。在本实施例的一些示例中，显示单元111可无遮挡的盖子，直接将显示器件暴露于外部，在本实施例的另一些示例中，显示单元111也可有遮挡的盖子，只有在遮挡的盖子打开时，显示单元111的显示器件才暴露于外部。本实施例中主控电路板上设置有供承载电路板穿过的开槽，承载电路板穿过该开槽将显示单元固定在主控电路板上；较优的，可直接将承载电路板垂直焊接在主控电路板上，承载电路板与主控电路板的信号连线通过2个PCB板相接处的焊盘加锡后连接，以保证一定的强度，该安装显示单元的方式，不使用软线与电路板连接，避免了通过各软线连接的复杂度，并在一定程度上保证了显示单元安装的强度。

在本实施例中，可由壳体的至少一个侧面和背面与散热器连接以配合形成封闭空间，一种示例中，参见图1-4所示，壳体的右侧面和背面与散热器113通过连接件连接，具体的，可通过在壳体右侧面靠近散热器的区域设置的第一连接件与散热器靠近壳体右侧面的区域设置的第三连接件连接(图1-4中虚线的圆形区域119所示为第一连接件和第三连接件连接后的示意图)，同样的，可通过壳体背面靠近散热器的区域设置的第二连接件与散热器靠近壳体背面的区域设置的第四连接件连接(图中未示出)。可以理解的是，为了使得壳体与散热器的连接更为牢固，可以在壳体与散热器的连接区域设置多个连接件，进而将壳体的多个连接件分别与散热器的多个连接件连接，例如同样参见图1-4所示，图1-4中虚线的圆形区域120所示为壳体的另一连接件与散热器的另一连接件连接后的示意图。值得注意的是，在实际应用中，壳体和散热器上设置的连接件的个数可根据具体应用场景做灵活调整，另外，连接件可采用任意的连接件，只要能实现壳体与散热器的连接即可。在其他示例中，还可是壳体的左侧面和背面与散热器113通过连接件连接等。值得注意的是，在实际应用中，可根据具体应用场景做灵活调整。

在本实施例的一些示例中，散热器可沿壳体右侧面的高度方向延伸至壳体的顶面和/或底面，一种示例中，仍参见图1-6、图1-7所示，散热器113沿壳体右侧面的高度方向延伸至壳体的顶面和底面，并与顶面和底面齐平，在其他示例中，散热器可沿壳体右侧面的高度方向延伸至壳体的顶面或底面中的任意一个，或者无需延伸至壳体的顶面和底面等。值得注意的是，在实际应用中，可根据具体应用场景做灵活调整。

应当明确的是，本实施例中提供的散热器沿其自身侧面向外延伸出散热翅片，同样的，参见图1-4所示，该延伸出的散热翅片与壳体正面相平行，同时延伸形成的散热翅片整体为倒L型。

还应当明确的是，主控电路板上设置有与内部接地线连接的接地通孔，散热器上设置有位置与接地通孔相对应的接地螺钉孔，内置接地螺钉穿过接地通孔旋入接地螺钉孔，内置接地螺钉位于接地通孔内的部分与内部接地线连接，采用该方式，实现了散热器与主控电路板上的内部接地线的连接，无需将壳体的整个侧面都向外延伸形成散热器以实现散热器与内部接地线的连接，在很大程度上减小了散热器占用的伺服电机驱动器内部空间，且大大减小了散热器的体积以及降低了伺服电机驱动器的散热成本。

为了进一步提高散热效率和散热效果，在本实施例中，还可在壳体的正面、背面、顶面、底面、左侧面以及右侧面至少一个上的部分区域中设置散热栅格，其中，散热栅格用于将伺服电机驱动器内部的热量从该散热栅格散出。在本实施例的一些示例中，参见图1-4所示，可以在壳体的右侧面设置散热栅格114，或者参见图1-5所示，可以在壳体的左侧面设置散热栅格114，或者参见图1-6所示，可以在壳体的顶面设置散热栅格114，或者参见图1-7所示，可以在壳体的底面设置散热栅格114。应当明确的是，散热栅格可以设置在壳体正面、背面、顶面、底面、左侧面以及右侧面中的任意一个或任意组合面，在实际应用中，散热栅格在壳体的具体设置位置可根据具体应用场景做灵活调整。

由于本实施例中的伺服电机驱动器可应用于各种自动化控制领域，因此为了满足不同应用场景的需求，伺服电机驱动器上各种接口的合理布局，对于伺服电机驱动器在不同应用的场景的接线和对安装空间的需求等就显得尤为重要。在本实施例中，伺服电机驱动器还包括接口单元，接口单元固定设置在主控电路板上并通过壳体设置的镂空孔显露于外部。其中，接口单元包括第一接口单元、第二接口单元中的至少一个，一种示例中，接口单元包括第一接口单元和第二接口单元，在其他示例中，接口单元除了包括第一接口单元、第二接口单元中的至少一个，还可包括其他接口单元，在实际应用中，可根据具体应用场景做灵活调整。

可以理解的是，当接口单元包括第一接口单元时，第一接口单元通过壳体正面设置的镂空孔显露于外部，当接口单元包括第一接口单元时，第二接口单元通过壳体顶面设置的镂空孔显露于外部。

一种示例中，第一接口单元包括控制信号接口、编码器接口、电源接口、电机绕组接口、保护地接口中的至少一种。在其他示例中，第一接口单元还包括调试接口、制动电阻接口、共直流母线接口中的至少一种。为了更好的理解，这里以一种具体的第一接口单元包括的接口为例，参见图1-1所示，第一接口单元包括调试接口110、控制信号接口109、编码器接口108、电源接口106、制动电阻接口105、电机绕组接口104、保护地接口103，且调试接口110、控制信号接口109、编码器接口108、电源接口106、制动电阻接口105、电机绕组接口104、保护地接口103依次相邻分布，这样将接口进行分区集中设置，便于接口的管理以及安装使用，提升安装效率和尽量避免因接口设置杂乱无章而导致接口连接出错的现象发生。

一种示例中，第二接口单元包括至少一个通讯接口，例如第二接口单元包括RS232通讯接口、RS485通讯接口、CAN通讯接口、Ethercat通讯接口中的至少一种，其中通讯接口用于传输调试信号或通讯信号。在其他示例中，第二接口单元还可包括更新开关，该更新开关用于触发伺服电机驱动器更新信号对伺服电机驱动器的软件程序或驱动程序进行更新，其还可用于触发伺服电机驱动器烧录信号对伺服电机驱动器的软件程序或驱动程序进行烧录。为了更好的理解，这里以一种具体的第二接口单元包括的接口为例，参见图1-6所示，第二接口单元包括第一通讯接口115、第二通讯接口116、更新开关117，且第一通讯接口115、第二通讯接口116、更新开关117相邻分布。

在本实施例中，伺服电机驱动器还可包括指示单元，该指示单元用于根据伺服电机驱动器电源使用情况进行相应的指示点亮。在一种示例中，参见图1-1所示，指示单元107可设置在壳体的正面上，具体的，指示单元107设置在编码器接口108与电源接口106中间区域。在其他示例中，也可将指示单元107和第二接口单元包括的接口一起设置在壳体的顶面，以为第一接口单元中的接口布置提供更多的位置空间。

可以理解的是，在第一接口单元包括与制动电路连接的制动电阻接口时，设置于壳体背面的容置槽内的第一制动电阻通过导线与制动电阻接口连接，例如，参见图1-7所示，壳体的底面设置有用于容纳导线的导线槽118，导线从壳体的背面延伸进入导线槽，沿着导线槽延伸至壳体的正面与制动电阻接口连接。

为了更好的理解本实用新型，这里以一种具体的伺服电机驱动器进行示例说明，参见图1-8、图1-9、图1-10所示。

伺服电机驱动器包括壳体、与壳体配合形成封闭空间的散热器以及设置于封闭空间内的主控电路板，主控电路板上设置有内部接地线以及与内部接地线连接的接地通孔；

其中，壳体的正面固定设置有与内部接地线连接的第一接地螺钉101和第二接地螺钉102，第一接地螺钉101用于与外部接地线连接或者与上一级伺服电机驱动器上的第二接地螺钉连接，第二接地螺钉102用于与下一级伺服电机驱动器上的第一接地螺钉连接或者悬空，通过设置的第一接地螺钉和第二接地螺钉可实现不同伺服电机驱动器之间的级联接地，为工作人员的使用、安装以及管理带来诸多便利。

可选的，壳体的正面还设置有第一接口单元，其中第一接口单元包括依次相邻分布的调试接口110、控制信号接口109、编码器接口108、电源接口106、制动电阻接口105、电机绕组接口104、保护地接口103，这样将接口进行分区集中设置，便于接口的管理以及安装使用。

可选的，壳体的正面还设置有与第一接口单元相邻设置的指示单元107，以用于根据伺服电机驱动器电源使用情况进行相应的指示点亮。

可选的，壳体的正面还设置有显示单元111，该显示单元111无遮挡的盖子，暴露于外部，更加便于用户使用，并在一定程度上节约了成本，同时该显示单元包括的承载电路板采用垂直焊接在主控电路板上的方式，在承载电路板与主控电路板的信号连线相接处的焊盘加锡后连接，保证了一定的强度，同时避免了通过各软线连接的复杂度。

其中，壳体的背面固定设置有用于放置第一制动电阻112的容置槽，第一制动电阻112固定于容置槽内，并与制动电路连接。具体的，第一制动电阻112相对的两端分别设置有固定孔，固定孔可沿高度方向分为上层固定孔和下层固定孔，且上层固定孔的孔径大于或等于下层固定孔的孔径，容置槽底部与固定孔相对应的位置设置有连接孔，螺钉穿过第一制动电阻112的固定孔并固定于容置槽底部的连接孔内后，螺钉的上端位于上层固定孔内。同时，第一制动电阻112通过导线与第一接口单元中的制动电阻接口连接，具体的，在壳体的底面设置有用于容纳导线的导线槽118，导线从壳体的背面延伸进入导线槽118，沿着导线槽118延伸至壳体的正面与制动电阻接口105连接。这样，可以在伺服电机驱动器运行过程中出现转速过高的情况下，只需从壳体的背面上拆掉已配置的第一制动电阻，更加便于制动电阻的更换，进一步为工作人员带来便利。

其中，壳体的右侧面和背面与散热器113连接，具体的，散热器113与壳体右侧面、背面均通过连接件连接，且散热器113沿侧面的高度方向延伸至壳体的顶面和底面，并与顶面和底面齐平，散热器侧面向外延伸出散热翅片，其中散热翅片从整体上来看为倒L型。可以理解的是，主控电路板上设置有与内部接地线连接的接地通孔，散热器113上设置有位置与接地通孔相对应的接地螺钉孔，内置接地螺钉穿过接地通孔旋入接地螺钉孔，内置接地螺钉位于接地通孔内的部分与内部接地线连接，这样，实现了散热器与内部接地线的连接，无需将壳体的整个侧面都向外延伸形成散热器以实现散热器与内部接地线的连接，在很大程度上减小了散热器占用的伺服电机驱动器内部空间，同时大大减小了散热器的体积，节省了伺服电机驱动器的散热成本。

其中，为了进一步提高散热效率和散热效果，还可在壳体的顶面、底面、左侧面以及右侧面部分区域上设置散热栅格114，以用于将伺服电机驱动器内部的热量从该散热栅格114散出。另外，在壳体的顶面上设置有第二接口单元，第二接口单元包括依次相邻分布的第一通讯接口115、第二通讯接口116以及一个更新开关117，其中，第一通讯接口115和第二通讯接口116用于传输调试信号或通讯信号，更新开关117用于触发伺服电机驱动器更新信号对伺服电机驱动器的软件程序或驱动程序进行更新，其还可用于触发伺服电机驱动器烧录信号对伺服电机驱动器的软件程序或驱动程序进行烧录。

实施例二：

本实施例提供的伺服电机驱动器可应用于各种控制系统，参见图2所示，其包括但不限于控制单元21、以及与控制单元21连接的IPM模块温度控制电路22；其中：

参见图3-1所示，IPM模块温度控制电路22包括电压设定电路221、电压比较电路222、第二光耦隔离电路223；其中，电压比较电路222的第一输入端与电压设定电路221连接，电压比较电路222的第二输入端与用于输出表征IPM模块工作温度值的电压输出接口224连接，电压比较电路222的输出端与第二光耦隔离电路223的输入端连接，第二光耦隔离电路223的输出端与控制单元21连接；电压比较电路222用于将电压设定电路221输入的第一电压信号的第一电压值与电压输出接口224输出的第二电压信号的第二电压值进行比较，并将比较结果通过第二光耦隔离电路223输出至控制单元21；由控制单元21根据比较结果为第二电压值大于第一电压值时确定IPM模块工作温度过高，停止向IPM模块发送控制信号。

在本实施例的一些示例中，在比较结果为第二电压值大于第一电压值时，输出低电平信号至控制单元，由控制单元根据接收到的低电平信号确定IPM模块工作温度过高时，停止向IPM模块发送控制信号；在比较结果为第一电压值大于第二电压值时，输出高电平信号至控制单元，此时控制单元不做处理。

在本实施例的另一些示例中，在比较结果为第二电压值大于第一电压值时，输出高电平信号至控制单元，由控制单元根据接收到的高电平信号确定IPM模块工作温度过高时，停止向IPM模块发送控制信号；在比较结果为第一电压值大于第二电压值时，输出低电平信号至控制单元，此时控制单元不做处理。

值得注意的是，在其他一些示例中，还可以在比较结果为第二电压值大于第一电压值时，输出其他信号至控制单元，进而由控制单元根据接收到的信号确定IPM模块工作温度过高时，停止向IPM模块发送控制信号，在实际应用中，可根据具体应用场景做灵活调整。为了更好的理解，后续以电压比较电路输出低电平信号至控制单元，进而控制单元根据接收到的低电平信号确定IPM模块工作温度过高时，停止向IPM模块发送控制信号为例进行说明。

应当明确的是，表征IPM模块工作温度值的电压输出接口224可为IPM模块自带的电压输出接口，即可由IPM模块将当前的温度值转换为对应的电压值；表征IPM模块工作温度值的电压输出接口224也可为与IPM模块相分离的电压输出接口，即可由IPM模块将当前的温度值传输给电压输出接口，由电压输出接口将接收到的温度值转换为对应的电压值。事实上，只要电压输出接口能输出表征IPM模块工作温度值对应的第二电压值即可，其具体的电压输出接口的设置位置可根据实际应用场景做灵活调整。

在本实施例的一些示例中，IPM模块中可包括逆变模块，该逆变模块可用于在伺服电机驱动器出现异常或故障时，方便进行检查和故障排除，从而使得伺服电机驱动器恢复正常工作，为工作人员的管理带来诸多便利。

在本实施例中，伺服电机驱动器还可以包括放大电路，参见图3-2所示，伺服电机驱动器还包括放大电路225，其中放大电路225设置在电压输出接口224和电压比较电路222之间，放大电路225接收电压输出接口224输出的第二电压信号，并将第二电压信号的第二电压值进行预设比例值放大，转化为模拟量电压信号输出至电压比较电路。为了更好的理解，后续以图3-2所示的IPM模块温度控制电路22结构进行说明。

在本实施例中，当比较结果为低电平信号时，控制单元21根据比较结果确定IPM模块工作温度过高之前，还检测当前接收到低电平信号的次数是否超过N次，其中N为整数且N大于等于2，在检测到接收到的低电平信号的次数超过N次确定IPM模块工作温度过高，即控制单元21是在重复N次接收到低电平信号时，才确定IPM模块当前的工作温度过高，停止向IPM模块发送控制信号，这样大大提升了IPM过温保护的准确度与可靠性。值得注意的是，在实际应用中，N的取值由开发人员根据实验或经验进行灵活设置。

在本实施例中，参见图3-3所示，电压设定电路221可包括基准电压模块2211和分压电阻2212，其中，基准电压模块2211和分压电阻2212相并联，基准电压模块2211与电压比较电路222的第一输入端连接，用于为电压设定电路221提供基准电压，分压电阻2212与电压比较电路222的第一输入端连接，用于对基准电压模块2211进行分压。应当明确的是，分压电阻2212以及与分压电阻2212并联的基准电压模块2211的电阻值在预设电阻阈值内，即电压设定电路221的电阻值为可调的；具体的，可改变分压电阻的电阻值，例如选择第一分压电阻和第二分压电阻，其中设置第一分压电阻和第二分压电阻并联，且第一分压电阻和第二分压电阻分别与电压比较电路222的第一输入端连接，或者可改变基准电压模块2211的电阻值等。这样，通过调节电压设定电路221的电阻值，即可对应调节电压设定电路221的第一电压值，灵活性非常高且易于管控。可选的，参见图3-4所示，电压设定电路包括第一分压电阻R1、第二分压电阻R2、电源基准器CATHODE ANODE REF以及电容器C1，其中，R1、R2以及电源基准器并联，R1、R2分别与电压比较电路的第一输入端连接，用于对电源基准器进行分压；电源基准器与电压比较电路的第一输入端连接，为电压设定电路提供电压，可选的，电源基准器可选择2.5V或其他电压值；电容器C1与R2、电源基准器相连以用于滤波，减少干扰，提升信号传输的准确性。

在本实施例中，电压比较电路222的第一输入端接收电压设定电路221输入的第一电压信号，电压比较电路222的第二输入端接收放大电路225输入的模拟量电压信号，在第一电压信号的第一电压值大于模拟量电压信号的第三电压值时，电压比较电路222的输出端输出高电平信号至第二光耦隔离电路，在第一电压信号的第一电压值小于模拟量电压信号的第三电压值时，电压比较电路的输出端输出低电平信号至第二光耦隔离电路。可选的，电压比较电路222为电压比较器，其中第一输入端可对应正输入端，第二输出端可对应负输入端。可选的，参见图3-5所示，电压比较电路为电压比较器U3B，其中，第一输入端对应正输入端5，正输入端5接收电压设定电路输入的第一电压信号，第二输出端对应负输入端6，负输入端6接收放大电路输入的第三电压信号，输出端7输出低电平信号至第二光耦隔离电路。

在本实施例的一些示例中，电压比较电路还用于在比较结果为第二电压值大于第一电压值时生成过温报警信号，并将该过温报警信号通过第二光耦隔离电路输出至控制单元中，这样控制单元可以直接根据过温报警信号确定IPM模块工作温度过高，进而停止向IPM模块发送控制信号。

在本实施例中，参见图3-6所示，第二光耦隔离电路223包括分流电阻2231、发光模块2232、光敏模块2233，分流电阻2231用于对第二光耦隔离电路223进行分流，发光模块2232的一端与分流电阻2231连接，另一端与电压比较电路222的输出端连接，在接收到电压比较电路输出的低电平信号时导通光敏模块2233，光敏模块2233输出低电平信号至控制单元21。可选的，参见图3-7所示，第二光耦隔离电路包括分流电阻R3、发光二极管、三极管以及电容C4，R3用于对第二光耦隔离电路进行分流，发光二极管的一端与R3连接，另一端与电压比较电路的输出端连接，在接收到电压比较电路输出的低电平信号时导通三极管，进而三极管输出低电平信号至控制单元。

在本实施例中，参见图3-8所示，放大电路225包括第一组电阻2251、第二组电阻2252以及运算放大器2253；其中第一组电阻2251的输出端与运算放大器2253的第一输入端连接，第二组电阻2252的输出端与运算放大器2253的第二输入端连接，运算放大器2253对第一组电阻2251输入信号的电压值和第二组电阻2252输入信号的电压值进行预设比例值放大，输出模拟量电压信号至电压比较电路222。

为了减少差模和/或共模干扰，提升信号传输的准确性，在放大电路225中还可以设置电容器，设置第一电容器与第一子电阻二并联，以用于减少第一子电阻二输出的差模信号产生的差模干扰；设置第二电容器与第二子电阻二并联，以用于减少第二子电阻二输出的差模信号产生的差模干扰；设置第三电容器与第一子电阻一和第二子电阻一相连以用于减少第一子电阻一和第二子电阻一输出的共模信号产生的共模干扰。可选的，参见图3-9所示，放大电路225包括第一子电阻一R7、第一子电阻二R4、第二子电阻一R10、第二子电阻二R11、运算放大器U3A、电容C2、电容C6、电容C5，其中，R7与R4的比值等于R10与R11的比值，以用于U3A将第二电压信号的第二电压值进行预设比例值放大，转化为模拟量电压信号并输出至电压比较电路；U3A的第一输入端对应负输入端2，负输入端2与R7、R4连接，U3A的第二输入端对应正输入端3，正输入端3与R10、R11连接，输出端1输出模拟量电压信号至电压比较电路；电容C2与R4并联，用于滤波以减少差模干扰，提升R4输出的差模信号的准确性；电容C6与R11并联，用于滤波以减少差模干扰，提升R11输出的差模信号的准确性；电容C5与R7、R10并联，用于滤波以减少共模干扰，提升R7、R10输出的共模信号的准确性。

为了更好的理解，这里以一种具体的IPM模块温度控制电路22进行示例说明。

参见图3-10所示，IPM模块温度控制电路22包括放大电路、电压设定电路、电压比较电路以及第二光耦隔离电路，通过放大电路接收电压输出接口输出的表征IPM模块工作温度值的第二电压信号对应的第二电压值VOT，进而将第二电压信号的第二电压值进行预设比例值放大，转化为模拟量电压信号输出至电压比较电路；电压比较电路还接收与其连接的电压设定电路输入的第一电压信号，其将电压设定电路输入的第一电压信号的第一电压值与电压输出接口输出的第二电压信号的第二电压值进行比较，并将比较结果通过第二光耦隔离电路输出至控制单元；当比较结果为低电平信号时，控制单元检测当前接收到的低电平信号的次数超过N次时，其中N为整数且N大于等于2，确定IPM模块工作温度过高，停止向IPM模块发送控制信号，当比较结果为高电平信号时，控制单元时不做处理。值得注意的是，放大电路、电压设定电路、电压比较电路以及第二光耦隔离电路可分别参见上述的图3-9、图3-4、图3-5、图3-7的具体描述，这里不再重复赘述。同时，还值得注意的是，这里仅是一种具体的IPM模块温度控制电路22，在实际应用中，可以根据具体需求灵活设置。

在本实施例中，通过IPM模块温度控制电路中的电压设定电路设置IPM模块过温时的温度值对应的第一电压值，进而电压比较电路比较第一电压值与IPM模块的工作温度值对应的第二电压值，进一步的，控制单元根据比较结果为第二电压值大于第一电压值时确定IPM模块工作温度过高，停止向IPM模块发送控制信号，大大提高了IPM过温保护的可控性和可调节性。

实施例三：

本实施例中，参见图4所示，控制单元21包括数字信号处理芯片DSP 211和可编程逻辑器件芯片FPGA 212，DSP和/或FPGA通过SPI(Serial Peripheral interface)通信协议与外围设备接口进行数据交互。

在一些示例中，DSP和/或FPGA也可通过SPI通信协议和自定义通信协议与外围设备接口进行数据交互。在另一些示例中，DSP和/或FPGA也可通过自定义通信协议与外围设备接口进行数据交互。值得注意的是，在实际应用中，通信协议可以根据具体需求灵活选择。应当明确的是，DSP和FPGA之间可进行数据交互，以完成伺服电机驱动器的相应功能，从而实现伺服电机驱动器的正常工作，例如在一种示例中，FPGA接收到编码器输入接口传输的RS485总线通讯信号，此时由FPGA进行处理，并与DSP进行相应的数据交互，进而输出信号至编码器输出接口。

可选的，本实施例中可采用德州仪器型号为TMS320F280049/280040/280041/280045/280048的微控制器能够很好的满足各种应用场景的需求，同时由于其性能稳定、成本较低，因此既能降低伺服电机驱动器的成本，又能保证伺服电机驱动器的性能，同时提升伺服电机驱动器的性价比。本实施例中可采用LCMXO2-1200HC系列的微控制器以满足各种应用场景的需求。在本实施例中，外围电路则可根据需求灵活设置，例如可包括但不限于RAM、ROM、计时器、中断调度等外围电路中的至少一种。

在本实施例中，外围设备接口包括但不限于模拟量接口、数字量接口、通讯接口，外围设备接口可包括模拟量接口、数字量接口、通讯接口中的任意一种或者任意组合形式，例如在一种示例中，外围设备接口包括模拟量接口、数字量接口、通讯接口。值得注意的是，这里所列举的只是几种常见的外围设备接口，在实际应用中，可以根据具体需求灵活设置。

在本实施例中，当外围设备接口包括模拟量接口时，模拟量接口与DSP连接以进行数据交互，其中模拟量接口可包括模拟量输入接口和/或模拟量输出接口，模拟量输入接口通过模拟量输入电路与DSP连接以进行数据交互，模拟量输出接口通过模拟量输出电路与DSP连接以进行数据交互。

参见图5所示，伺服电机驱动器还包括模拟量输入电路23，其中模拟量输入接口通过模拟量输入电路23与DSP连接，以用于将模拟量信号输入至DSP，可选的，将模拟量信号输入至DSP的A/D口，进而由DSP进行处理，可选的，模拟量输入电路可设置两路差分输入电路或一路单端输入电路。

参见图6所示，伺服电机驱动器还包括模拟量输出电路24，其中模拟量输出接口通过模拟量输出电路24与DSP连接，以用于将DSP处理后的信号输出至模拟量输出接口，可选的，模拟量输出电路可设置两路差分输出电路或一路单端输出电路。

在本实施例中，当外围设备接口包括通讯接口时，通讯接口与DSP连接以进行数据交互，其中通讯接口通过通讯电路与DSP连接以进行数据交互。参见图7所示，伺服电机驱动器还包括通讯电路25，应当明确的是，通讯接口用于传输调试信号或通讯信号，通讯接口可包括RS485通讯接口、RS232通讯接口、USB通讯接口中的至少一种；当通讯接口包括RS485通讯接口时，RS485通讯接口通过RS485通讯电路与DSP连接以进行信号交互，可选的，RS485通讯接口与DSP的第一SCI口进行信号交互；当通讯接口包括RS232通讯接口时，RS232通讯接口通过RS232通讯电路与DSP连接以进行信号交互，可选的，RS232通讯接口与DSP的第二SCI口进行信号交互；当通讯接口包括USB通讯接口时，USB通讯接口通过USB通讯电路与DSP连接以进行信号交互，可选的，USB通讯接口与RS232通讯接口共用DSP的第二SCI口以进行信号交互。值得注意的是，这里所列举的只是几种常见的通讯接口，本实用新型并不局限于这几种通讯接口，在实际应用中，可以根据具体需求灵活设置。

在本实施例的一些示例中，参见图8所示，伺服电机驱动器还包括与DSP连接的母线电流采样电路26，其中，母线电流采样电路26用于采集母线电流值(也即采集伺服电机驱动器自身供电的电流值)并传输至DSP，由DSP进行处理。

在本实施例的一些示例中，参见图9所示，伺服电机驱动器还包括与DSP连接的母线电压采样电路27，其中，母线电压采样电路27用于采集母线电压值(也即采集伺服电机驱动器自身供电的电压值)并传输至DSP，由DSP进行处理。当在电机处于使能状态下，母线电压采样电路27传递过来的电压值大于预设第一电压阈值时启动制动电路，并用于在启动制动电路后，检测到电压值小于预设第二电压阈值时，断开制动电路，其中第一电压阈值大于第二电压阈值，且这两个阈值可以根据具体的应用场景灵活设定。

在本实施例中，外围设备接口包括数字量接口时，数字量接口与FPGA连接以进行数据交互，其中数字量接口可包括数字量输入接口和/或数字量输出接口，数字量输入接口通过数字量输入电路与FPGA连接以进行数据交互，数字量输出接口通过数字量输出电路与FPGA连接以进行数据交互。

参见图10所示，伺服电机驱动器还包括数字量输入电路28，其中数字量输入接口通过数字量输入电路28与FPGA连接，以用于将数字量信号输入至FPGA，可选的，将数字量输入信号输入至FPGA的IO口，由FPGA进行处理，可选的，数字量输入电路可设置为9路支持共阴和/或共阳形式的单端或/双端输入电路。

参见图11所示，伺服电机驱动器还包括数字量输出电路29，其中数字量输出接口通过数字量输出电路29与FPGA连接，以用于将FPGA处理后的信号输出至数字量输出接口，可选的，将从FPGA的IO口输出的信号输出至数字量输出电路，可选的数字量输出电路可设置为六路输出电路，其中四路为支持共阴和/或共阳形式的单端输出，两路为双端输出。

在本实施例的一些示例中，外围设备接口还可包括编码器接口，编码器接口与FPGA连接以进行数据交互，其中编码器接口可包括编码器输入接口和/或编码器输出接口，编码器输入接口通过编码器输入电路与FPGA连接以进行数据交互，编码器输出接口通过编码器输出电路与FPGA连接以进行数据交互。

参见图12所示，伺服电机驱动器还包括编码器输入电路201，其中编码器输入接口通过编码器输入电路201与FPGA连接，以用于将RS485总线/CAN总线/Ethercat总线通讯信号输入至FPGA，由FPGA进行处理，进而再通过FPGA与DSP进行信号交互。

参见图13所示，伺服电机驱动器还包括编码器输出电路202，其中编码器输出接口通过编码器输出电路202与FPGA连接，以用于将FPGA与DSP交互处理后RS485总线/CAN总线/Ethercat总线通讯信号输出至编码器输出接口，可选的，编码器输出电路可设置为A、B、Z差分输出电路和/或单端输出电路。

实施例四：

为了实现制动电路的故障检测以提升系统可靠性，本实施例提供了一种伺服电机驱动器。请参见图14-1所示，该伺服电机驱动器包括控制单元21、电流采样电路203以及制动电路204；电流采样电路203分别与制动电路204和控制单元21连接，电流采样电路203用于采集制动电路204的输出电流信号，并将采集到的输出电流信号发送给控制单元21；控制单元21与制动电路204的输入端连接，用于向制动电路204发送能耗制动控制信号，以及用于根据接收到的输出电流信号判断该制动电路工作异常时，停止向制动电路204发送能耗制动的控制信号；也即本实施例提供的伺服电机驱动器可以实现制动电路异常的实时检测，并在检测到制动电路工作异常时对制动电路进行及时的控制，进而防止制动电路失效时的大电流对直流滤波单元和驱动单元的损坏，以及后一级电路的故障扩大，从而提高系统的可靠性。

在本实施例中，采集制动电路204的输出电流信号的方式可以灵活设置，只要能采集到能作为制动电路204工作是否异常的评估依据即可。例如，一种示例中，制动电路204包括能耗制动开关器件，电流采集电路203与能耗制动开关器件的输出端连接，用于采集该能耗制动开关器件的输出电流信号。且应当理解的是，本实施例中的能耗制动开关器件也可以灵活选用，例如该能耗制动开关器件可采用绝缘栅双极型晶体管IGBT(Insulated GateBipolar Transistor)，且一种示例中该IGBT可为由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。因此本实施例采用的IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。

为了进一步提升系统的可靠性和相应速度，请参见图14-2所示，本实施例中的伺服电机驱动器还可包括分别与电流采样电路203的输出端和控制单元21的输入接口连接的第一光耦隔离电路205；

电流采样电路203将采集的制动电路204的输出电流信号经过第一光耦隔离电路205输出给控制单元21。本实施例中的第一光耦隔离电路205在电隔离的情况下，可以光为媒介传送信号，对输入和输出端进行隔离，从而有效地抑制系统噪声，消除接地回路的干扰，有响应速度较快、寿命长、体积小耐冲击等优点，因此可提升系统的可靠性和响应速度。

在本实施例的一种示例中，电流采样电路203包括采样电阻和限流保护器件，第一光耦隔离电路205包括光耦合器，采样电阻的一端与IGBT的输出端连接，另一端与光耦合器之输入端的负极相连；限流保护器件的一端与母线相连，另一端与光耦合器之输入端的正极相连，光耦合器的输出端与控制单元的输入接口连接。可选的，在本实施例的另一示例中，电流采样电路还可包括正极与IGBT输出端连接，负极与限流保护器件与母线相连的一端进行连接的保护二极管。

在本实施例中的一种示例中，为了提升电路的可靠性和降低信号的干扰，本实施例中的第一光耦隔离电路205还包括并联于光耦合器之输入端的正极与负极之间的前端滤波电路，和/或，并联于光耦合器之输出端口与地之间的后端滤波电路。且应当理解的是，本实施例中的前端滤波电路和后端滤波电路的具体组成方式可以灵活选择，例如可以通过滤波电容，或者滤波电容和电阻并联组合而成等。例如，前端滤波电路可包括但不限于并联连接的前端滤波电阻和前端滤波电容。

在本实施例的一些应用场景中，能耗制动控制信号可为但不限于脉冲控制信号，控制单元21将输出电流信号形成的波形与能耗制动控制信号的脉冲波形进行比较，在二者波形不一致时，判定制动电路工作异常。这种判断方式既高效又准确。

在本实施例的一种示例中，能耗制动控制信号可为但不限于周期小于等于500us的脉冲信号，例如具体可为周期等于500us的脉冲信号，或周期等于400us的脉冲信号或周期等于300us的脉冲信号等。且本实施例中可截取包括至少一个完整周期的脉冲信号的波形与相应时长的电流信号形成的波形进行比较以判断二者是否一致。例如可以截取一个完整周期的脉冲信号的波形进行比较，也可截取两个或三个或两个半的周期的脉冲信号的波形进行比较，具体可根据具体需求灵活截取。

另外，在本实施例的一些示例中，为了进一步提升系统控制的准确性，控制单元21在确定输出电流信号形成的波形与能耗制动控制信号的脉冲波形不一致后，判定制动电路工作异常之前，还用于确定当前连续检测到输出电流信号形成的波形与能耗制动控制信号的脉冲波形不一致的次数是否大于等于预设的次数阈值N，如是，才判定制动电路工作异常，N的取值为大于等于2的整数。例如该N的取值可为2，或者为3、4等，具体可根据应用场景灵活选择。

可选的，在本实施例的一些示例中，控制单元21在判定制动电路204工作异常后，还用于输出报警信号在显示单元111上进行报警显示。从而让用户可以直观的查看到制动电路204异常的告警从而做出相应的干预处理，进而防止制动电路失效时的大电流对直流滤波单元和驱动单元的损坏，以及后一级电路的故障扩大，从而提高系统的可靠性。

实施例五：

本实施例还提供了一种自动化设备，包括如上各实施例所示的伺服电机驱动器，以及与伺服电机驱动器连接的电机，伺服电机驱动器用于控制电机。该自动化设备可以是应用于各种自动化控制领域，例如该自动化设备可以为机械手设备或物流小车或3C自动化设备等。在一些应用场景中，例如包括但不限于大型数控刨床、激光焊接设备、玻璃加工等场景，由于涉及到的幅面均较大，并且要求加工运行速度均较快；这些应用场景中设备若采用单轴传动则无法满足快速加工要求；因此针对这类场景一般采用双Y轴来运行，这种情况下需要采用两个伺服电机驱动器分别控制两个电机。若双Y轴出现不同步时，容易损坏机器。为了尽量避免该情况，目前的做法是基于电机上的编码器所反馈的信息实现双轴位置同步。这种控制方式的接线非常复杂，容易出错导致可靠性交底，且数据的传递主要采用差分信号，调节参数较多，控制比较复杂，导致使用成本和维护成本高。

为了便于理解，本实施例中称电机控制系统采用的两个伺服电机驱动器分别为第一伺服电机驱动器和第二伺服电机驱动器。但应当理解的是，本实施例中的电机控制系统并不限于控制两个电机的同步运行，对于三个及三个以上的电机的同步运行控制可以此类推，在此不再赘述。

本实施例提供的一种电机控制系统请参见图15-1所示，其包括控制设备31、第一伺服电机驱动器32、第一伺服电机驱动器32、第二伺服电机驱动器33以及第二电机35；其中第一伺服电机驱动器32与控制设备31通讯连接，第一伺服电机驱动器32与其所驱动的第一电机34连接，第二伺服电机驱动器33与第一伺服电机驱动器32通过通讯总线连接，该通讯总线的具体类型可以灵活选用，例如可以采用但不限于RS485总线、CAN总线和以太网总线中的任意一种；第二伺服电机驱动器33与其所驱动的第二电机35连接，其中：第一伺服电机驱动器32用于获取第一电机34的第一位置信息，该第一位置信息优选为第一电机34的实时位置信息，且第一伺服电机驱动器32获取第一电机34的位置信息的方式可以通过与该第一电机34连接的第一编码器(图中未示出)所反馈的信息获取，该第一编码器可以集成设置于第一伺服电机驱动器32内，也可与第一伺服电机驱动器32分离设置。第二伺服电机驱动器33用于获取第二电机35的第二位置信息，该第二位置信息优选为第二电机35的实时位置信息，且第二伺服电机驱动器33获取第二电机35的位置信息的方式可以通过与该第二电机35连接的第二编码器(图中未示出)所反馈的信息获取，且该第二编码器可以集成设置于第二伺服电机驱动器33内，也可与第二伺服电机驱动器33分离设置。

本实施例中，第二伺服电机驱动器33获取到第二电机35的第二位置信息之后，将该第二位置信息通过与第一伺服电机驱动器32连接的通讯总线发给第一伺服电机驱动器32。第一伺服电机驱动器32通过与第二伺服电机驱动器33连接的通讯总线从第二伺服电机驱动器33获取到第二电机35的第二位置信息之后，与自身获取的第一电机34的第一位置信息进行比对得到第一电机34和第二电机35的位置差，进而根据该位置差进行龙门位置补偿控制。

在本实施例中，第一伺服电机驱动器32根据位置差进行龙门位置补偿控制时，具体的控制策略可以灵活选用。例如可以对第一电机34的位置进行调整控制，或者对第二电机35的位置进行调整控制，或者同时对第一电机34和第二电机35的位置进行调整控制。

可见，相对现有龙门控制方式，本实施例中第一伺服电机驱动器32和第二伺服电机驱动器33之间可直接通过通讯总线实现位置信息的交互，这种通讯方式抗干扰能力更强，数据交互可靠性高，且接线非常简单；另外第一电机34和第二电机35的位置信息可不传递给控制设备31，可直接在第一伺服电机驱动器32上实现龙门控制，既能减少数据的交互，同时又能在很大程度上降低接线的复杂程度，提升系统的可靠性，降低系统的使用和维护成本。

在本实施例的一种示例中，第一伺服电机驱动器32可还用于将位置差与预设的位置差阈值进行比较，并在位置差大于位置差阈值时，向控制设备31发送龙门报警信号；控制设备31可用于接收到龙门报警信号后，向第一伺服电机驱动器32和第二伺服电机驱动器33发送电机停止控制指令，以控制第一电机34和第二电机35停止转动。第一电机34和第二电机35停止后断开使能，避免机械不同步造成各种损伤。

可选地，本实施例中控制设备31可通过与第一伺服电机驱动器32之间的通讯连接，将需要向第一伺服电机驱动器32发送的各种数据(例如包括但不限于各种脉冲命令、配置信息、控制指令、调试信息)发给第一伺服电机驱动器32，将需要向第二伺服电机驱动器33发送的各种数据则可先发给第一伺服电机驱动器32，由第一伺服电机驱动器32通过与第二伺服电机驱动器33之间的通讯总线发给第二伺服电机驱动器33，从而进一步简化第二伺服电机驱动器33与控制设备31之间的接线。当然，在一些示例中，第二伺服电机驱动器33也可与控制设备31通讯连接，控制设备31可通过该通讯连接直接向需要向第二伺服电机驱动器33发送的各种数据发给该第二伺服电机驱动器33。

另外，应当理解的是，本实施例中第一伺服电机驱动器32与第二伺服电机驱动器33、以及第一伺服电机驱动器32与控制设备31之间进行通信时采用的具体通讯协议也可灵活的选用。例如第一伺服电机驱动器32和第二伺服电机驱动器33之间可以采用但不限于类似CSMA/CD通信机制实现数据交互。

在本实施例的一种示例中，第一伺服电机驱动器32还可用于监测是否接收到第一电机34到达第一原点时触发的第一原点信号，以及是否接收到第二伺服电机驱动器33通过通讯总线发送的第二原点信号，第二原点信号为第二电机35到达第二原点时触发的信号；也即第二伺服电机驱动器33还可用于监测是否接收到第二电机35到达第二原点时触发的第二原点信号；第一伺服电机驱动器32在接收到第一原点信号和第二原点信号时，向控制设备31发送原点到达信号；控制设备31接收到原点到达信号开始计时并停止向第一伺服电机驱动器32和第二伺服电机驱动器33发送脉冲信号，在计时值达到预设时长值之后，重新向第一伺服电机驱动器32和第二伺服电机驱动器33发送脉冲信号，进而实现龙门回零控制。

可选地，在本实施例中，控制设备31在需要进行龙门回零控制时，可以先向第一伺服电机驱动器32和第二伺服电机驱动器33发送回零控制指令。第一伺服电机驱动器32在接收到控制设备31发送的回零控制指令后，根据该回零控制指令控制第一电机34向第一原点位置运动，并监测是否接收到第一电机34到达第一原点时触发的第一原点信号；第二伺服电机驱动器33也可在接收到控制设备31发送的回零控制指令后，根据该回零控制指令控制第二电机35向第二原点位置运动，并监测是否接收到第二电机35到达第二原点时触发的第二原点信号；

可选地，在本实施例中，第一伺服电机驱动器32在接收到第一原点信号和第二原点信号中的其中一个时，可预先停止龙门位置补偿控制；和/或，第一伺服电机驱动器32在先接收到第一原点信号时，可停止根据从控制设备31接收到的脉冲信号对第一电机34进行驱动控制；或，第一伺服电机驱动器32在先接收到第二原点信号时，可通过通讯总线发送脉冲禁止指令给第二伺服电机驱动器33，以通知第二伺服电机驱动器33停止根据接收到的脉冲信号对第二电机35进行驱动控制。

为了便于理解，本实施例下面对伺服电机驱动器的一种结构进行示例说明。

请参见图15-2所示，在本实施例中，第一伺服电机驱动器32包括第一总线通讯模块321、第一龙门控制器322，第一总线通讯模块321通过通讯总线与第二伺服电机驱动器33的第二总线通讯模块连接。第一总线通讯模块321用于接收第二伺服电机驱动器33通过第二总线通讯模块发送的第二位置信息，第二位置信息为第二伺服电机驱动器驱动控制的第二电机的位置信息，并发给第一龙门控制器322；

第一龙门控制器322用于获取第一电机的第一位置信息，根据第一位置信息和第二位置信息得到位置差，根据位置差进行龙门位置补偿控制。第一伺服电机驱动器32还包括第一命令输入处理模块323和第一位置闭环控制模块324，第一命令输入处理模块323与控制设备31连接，控制设备31用于向其发送脉冲命令，第一命令输入处理模块323用于将接收到的脉冲命令转换成位置单位输入给第一位置闭环控制模块324，第一位置闭环控制模块324根据该位置单位对第一电机34进行电机驱动。在一些示例中，第一位置闭环控制模块324可包括位置环、速度环和电流环，或者仅包括位置环和电流环。

第一龙门控制器322还用于将位置差与预设的位置差阈值进行比较，并在位置差大于位置差阈值时，向控制设备31发送龙门报警信号ALAM。第一龙门控制器322还用于监测是否接收到第一电机34到达第一原点时触发的第一原点信号，以及是否接收到第二总线通讯模块通过通讯总线发送的第二原点信号，第二原点信号为第二电机到达第二原点时触发的信号；

第一龙门控制器322还用于在接收到第一原点信号和第二原点信号时，向控制设备31发送原点到达信号HOME。第一龙门控制器322根据位置差进行龙门位置补偿控制时，具体的控制策略可以灵活选用。例如第一龙门控制器322可以对第一电机34的位置进行调整控制，或者对第二电机35的位置进行调整控制，或者同时对第一电机34和第二电机35的位置进行调整控制。

应当理解的是，本实施例中的第二伺服电机驱动器33的结构可与第一伺服电机驱动器32的结构相同，第二伺服电机驱动器33的第二龙门控制器可以根据龙门控制的具体策略进行龙门控制，或者不进行龙门控制。

另外，应当理解的是，本实施例中的第一龙门控制器322的具体结构也可灵活设置。为了便于理解，本实施例下面结合图15-3所示的龙门控制器结构为示例进行说明。本示例中的第一龙门控制器322包括PID控制器3221、比较器3222以及与逻辑器3223，其中第一位置信息和第二位置信息经过比较得到的位置差分别输入给PID控制器3221和比较器3222，PID控制器3221根据该位置差生成第一龙门补偿位置信息和/或第二龙门补偿位置信息，具体生成方式可采用但不限于各种同步位置信息生成算法。

比较器3222将得到的位置差与预设的位置差阈值进行比较，在位置差大于该位置差阈值时输出位置差过大的报警信号，也即龙门报警信号，该龙门报警信号可发动给控制设备31。

与逻辑器3223则用于在接收到第一电机34达到原点时触发的第一原点信号以及接收到第二电机35达到原点时触发的第二原点信号时，生成原点到达信号发给控制设备。本实施例中可以在电机的原点位置设置传感器，电机达到原点位置时可触发该传感器产生一用于表征电机到达原点位置的信号。但原点位置到达的检测并不限于这种方式。

应当理解的是，本实施例中的龙门控制器的具体结构并不限于图15-3所示的结构，还可根据具体需求灵活改变，只要能实现上述功能即可，例如其中的PID控制器3221则可通过MFC功能替代。

下面对电机控制系统的一种接线为示例说明。请参见图15-4所示，控制设备31的脉冲输出端与第一伺服电机驱动器32和第二伺服电机驱动器33的脉冲输入端连接，第一伺服电机驱动器32和第二伺服电机驱动器33之间通过RS485通讯总线通讯连接，第二伺服电机驱动器33将其获取的第二电机35的实时位置信息通过RS485通讯接口发给第一伺服电机驱动器32，第二伺服电机驱动器33将第二电机35在到达第二原点时触发的第二原点信号也通过RS485通讯总线发给第一伺服电机驱动器32。第一伺服电机驱动器32接收到获取到第一原点信号和第二原点信号后发送用于表征回零到达的原点到达信号给控制设备31。第一伺服电机驱动器32还用于在根据获取到的第一电机34的第一位置信息和第二伺服电机驱动器33发送的第二电机35第二位置信息的位置差进行龙门同步控制，以及在该位置差大于预设位置差阈值时向控制设备31发送龙门报警信息。可选地，在一些示例中，第一伺服电机驱动器32也可将其获取的第一电机34的第一位置信息发给第二伺服电机驱动器33，第二伺服电机驱动器33也可根据该第一位置信息和第二位置信息的位置差进行龙门同步控制(此时第一伺服电机驱动器32则可不执行龙门同步控制)，以及在该位置差大于预设位置差阈值时向控制设备31发送龙门报警信息。该电机控制系统接线简单，驱动器之间采用通讯方式实现同步，接线只有2芯屏。

可见，通过本实施例提供的电机控制系统，第一伺服电机驱动器32和第二伺服电机驱动器33之间可直接通过通讯总线实现位置信息的交互，并通过第一伺服电机驱动器32基于该位置信息实现龙门同步控制，以及龙门报警和龙门回零控制等，相对现有龙门同步控制方式，抗干扰能力更强，数据交互可靠性高，接线更为简单高效，提升系统的可靠性，降低系统的使用和维护成本，可更好的适用于各种双轴或三轴以上的应用场景，例如包括但不限于平板机、电子、雕刻机、光纤机等行业。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (20)

1.一种伺服电机驱动器，其特征在于，所述伺服电机驱动器包括壳体、与所述壳体配合形成封闭空间的散热器以及设置于所述封闭空间内的主控电路板，所述主控电路板上设置有内部接地线以及与所述内部接地线连接的接地通孔；

所述壳体设置有与所述内部接地线连接的第一接地螺钉和第二接地螺钉；所述第一接地螺钉用于与外部接地线连接或者与上一级电机驱动器上的第二接地螺钉连接，所述第二接地螺钉用于与下一级电机驱动器上的第一接地螺钉连接或者悬空；

所述散热器上设置有位置与所述接地通孔相对应的接地螺钉孔，内置接地螺钉穿过所述接地通孔旋入所述接地螺钉孔，内置接地螺钉位于所述接地通孔内的部分与所述内部接地线连接。

2.如权利要求1所述的伺服电机驱动器，其特征在于，所述壳体的至少一个侧面和背面与所述散热器连接以配合形成封闭空间，所述散热器沿所述侧面的高度方向延伸至所述壳体的顶面和/或底面；所述散热器侧面向外延伸出散热翅片，所述散热翅片整体为倒L型。

3.如权利要求1所述的伺服电机驱动器，其特征在于，所述壳体的侧面靠近散热器的区域设置有第一连接件，所述壳体的背面靠近散热器的区域设置有第二连接件，所述第一连接件与所述散热器上设置的第三连接件连接，所述第二连接件与所述散热器上设置的第四连接件连接。

4.如权利要求1所述的伺服电机驱动器，其特征在于，所述壳体的正面、顶面、底面、左侧面以及右侧面至少一个上的部分区域设置有散热栅格，所述散热栅格用于将所述伺服电机驱动器内部的热量从所述散热栅格散出。

5.如权利要求1所述的伺服电机驱动器，其特征在于，所述第一接地螺钉与所述第二接地螺钉设置于所述壳体正面靠近下端的区域。

6.如权利要求1所述的伺服电机驱动器，其特征在于，所述伺服电机驱动器还包括显示单元，所述壳体的正面设置有容纳所述显示单元的空腔，所述显示单元设置于所述空腔内并与所述主控电路板上的驱动控制电路连接。

7.如权利要求1-6任一项所述的伺服电机驱动器，其特征在于，所述伺服电机驱动器还包括第一制动电阻，所述主控电路板上还设置有驱动控制电路，所述驱动控制电路包括控制单元以及与所述控制单元连接的制动电路；

所述壳体的背面设置有用于放置所述第一制动电阻的容置槽，所述第一制动电阻固定于所述容置槽内，并与所述制动电路连接。

8.如权利要求7所述的伺服电机驱动器，其特征在于，所述伺服电机驱动器还包括接口单元，当所述伺服电机驱动器设置有一个主控电路板时，所述接口单元固定设置在所述主控电路板上并通过所述壳体设置的镂空孔显露于外部。

9.如权利要求6所述的伺服电机驱动器，其特征在于，所述显示单元包括一个承载电路板，所述承载电路板上设置有显示器件，所述主控电路板上设置有供所述承载电路板穿过的开槽，所述承载电路板穿过所述开槽将所述显示单元固定在所述主控电路板上。

10.如权利要求8所述的伺服电机驱动器，其特征在于，所述接口单元包括第一接口单元、第二接口单元中的至少一个；

所述第一接口单元通过所述壳体正面设置的镂空孔显露于外部；所述第二接口单元通过所述壳体顶面设置的镂空孔显露于外部。

11.如权利要求10所述的伺服电机驱动器，其特征在于，所述第一接口单元包括控制信号接口、编码器接口、电源接口、电机绕组接口、保护地接口中的至少一种。

12.如权利要求11所述的伺服电机驱动器，其特征在于，所述第一接口单元还包括调试接口、制动电阻接口、共直流母线接口中的至少一种。

13.如权利要求10所述的伺服电机驱动器，其特征在于，所述第一接口单元包括依次相邻分布的调试接口、控制信号接口、编码器接口、电源接口、制动电阻接口、电机绕组接口、保护地接口。

14.如权利要求10所述的伺服电机驱动器，其特征在于，所述第二接口单元包括至少一个通讯接口，所述通讯接口用于传输调试信号或通讯信号。

15.如权利要求14所述的伺服电机驱动器，其特征在于，所述第二接口单元还包括更新开关，所述更新开关用于触发伺服电机驱动器更新信号对伺服电机驱动器的软件程序或驱动程序进行更新；

所述更新开关还用于触发伺服电机驱动器烧录信号对伺服电机驱动器的软件程序或驱动程序进行烧录。

16.如权利要求12所述的伺服电机驱动器，其特征在于，所述第一接口单元包括与所述制动电路连接的制动电阻接口时，所述容置槽内的第一制动电阻通过导线与所述制动电阻接口连接。

17.如权利要求16所述的伺服电机驱动器，其特征在于，所述壳体的底面设置有用于容纳所述导线的导线槽，所述导线从所述壳体的背面延伸进入所述导线槽，沿着所述导线槽延伸至所述壳体的正面与所述制动电阻接口连接。

18.如权利要求7所述的伺服电机驱动器，其特征在于，所述伺服电机驱动器还包括固定件，所述第一制动电阻相对的两端分别设置有固定孔，所述容置槽底部与所述固定孔相对应的位置设置有连接孔，所述固定件穿过所述第一制动电阻的固定孔并固定于所述容置槽底部的连接孔内，将所述第一制动电阻固定于所述容置槽内。

19.如权利要求18所述的伺服电机驱动器，其特征在于，所述第一制动电阻上的固定孔沿其高度方向分为上层固定孔和下层固定孔，且上层固定孔的孔径大于或等于下层固定孔的孔径，所述固定件穿过所述第一制动电阻的固定孔并固定于所述容置槽底部的连接孔内后，所述固定件的上端位于所述上层固定孔内。

20.一种自动化设备，其特征在于，所述自动化设备包括如权利要求1-19任一项所述的伺服电机驱动器，以及与所述伺服电机驱动器连接的电机，所述伺服电机驱动器用于控制所述电机。

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