[實(shí)用新型]一種兼容多種編碼器接口的交流伺服驅(qū)動(dòng)器

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200820167627.6
• 申請(qǐng)日: 2008-11-07
• 公開（公告）號(hào): CN201311594Y
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈安文;張僑;覃海濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州日鼎控制技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G05D3/00
• 分類號(hào): G05D3/00;G05D13/00;G05D27/00;G08C19/00;G08C19/16
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 韓介梅

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及交流伺服驅(qū)動(dòng)器，尤其是兼容多種編碼器接口的交流伺服驅(qū)動(dòng)器。

背景技術(shù)

交流伺服驅(qū)動(dòng)器包括數(shù)字信號(hào)處理器，可編程邏輯器件，與數(shù)字信號(hào)處理器相連的顯示按鍵，電機(jī)驅(qū)動(dòng)和外部通訊，以及與可編程邏輯器件相連的外部控制信號(hào)和連接旋轉(zhuǎn)式光電編碼器的編碼器接口。

旋轉(zhuǎn)式光電編碼器包括增量式編碼器和絕對(duì)式編碼器。其中大多數(shù)國(guó)產(chǎn)的驅(qū)動(dòng)器廠家使用的是增量式光電編碼器，而國(guó)外伺服驅(qū)動(dòng)器廠家大多運(yùn)用高分辨率的絕對(duì)式編碼器。

與國(guó)外伺服驅(qū)動(dòng)器廠家采用的高分辨率絕對(duì)式編碼器相比，普通增量式編碼器不需要在驅(qū)動(dòng)器軟件中加入與編碼器通訊的程序，只需要對(duì)其輸出的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)和辨別方向即可，使用相對(duì)比較簡(jiǎn)單。此外，由于絕對(duì)式編碼器通訊采樣的是串行通訊模式，數(shù)據(jù)采樣的實(shí)時(shí)性不如增量式編碼器的直接計(jì)數(shù)模式。最重要的一點(diǎn)是，國(guó)外驅(qū)動(dòng)器廠家采用的17bit的絕對(duì)式編碼器的價(jià)格比大多數(shù)國(guó)產(chǎn)驅(qū)動(dòng)器廠家使用的同品牌的2500線增量式編碼器要高50％。在這種情況下使用增量式編碼器對(duì)于國(guó)內(nèi)驅(qū)動(dòng)器市場(chǎng)來說，更具有價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力。

但是，相對(duì)于絕對(duì)式編碼器，增量式編碼器需要更多連接線和硬件接口處理，例如TAMALAGAWA的2500線的增量式編碼器需要的硬件連接線是14根，而同品牌的17bit的絕對(duì)式編碼器的硬件連線則只需要4根。此外在編碼器報(bào)警或者掉電之后，使用增量式編碼器的驅(qū)動(dòng)器需要重新對(duì)電機(jī)進(jìn)行初始定位之后才能正常運(yùn)行，而絕對(duì)式編碼器即使掉電也能實(shí)時(shí)記憶當(dāng)前位置，驅(qū)動(dòng)器只需要讀取當(dāng)前編碼器的位置不需要對(duì)電機(jī)進(jìn)行初始定位。此外，絕對(duì)式編碼器具有比增量式更高的分辨率，目前伺服驅(qū)動(dòng)器行業(yè)使用的增量式編碼器的最高分辨率基本在3600線以下，而行業(yè)中使用的絕對(duì)式編碼器的單圈分辨率可以達(dá)到24甚至37bit。提高編碼器的分辨率可以對(duì)驅(qū)動(dòng)器的定位精度和速度環(huán)響應(yīng)都有相應(yīng)的改善，以滿足高精度，快速響應(yīng)的應(yīng)用場(chǎng)合的要求，這也是目前國(guó)產(chǎn)驅(qū)動(dòng)器和國(guó)外品牌的兩個(gè)最明顯的差距。

目前市場(chǎng)上的各種交流伺服驅(qū)動(dòng)器的編碼器接口只適用于增量式光電編碼器，不僅無法使用更高分辨率的絕對(duì)式編碼器，也無法實(shí)現(xiàn)對(duì)增量式編碼器和絕對(duì)式編碼器的兼容。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種兼容多種編碼器接口的通用交流伺服驅(qū)動(dòng)器，以實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)器和各種編碼器的接口連接，滿足各種成本和性能的要求，提高驅(qū)動(dòng)器的實(shí)用性和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

本實(shí)用新型的兼容多種編碼器通用交流伺服驅(qū)動(dòng)器，包括數(shù)字信號(hào)處理器，可編程邏輯器件，與數(shù)字信號(hào)處理器相連的顯示按鍵，電機(jī)驅(qū)動(dòng)和外部通訊，以及與可編程邏輯器件相連的外部控制信號(hào)和編碼器接口，其特征是編碼器接口為兼容多種編碼器接口，它包括用于差分信號(hào)濾波的差分濾波電路，用于解差分信號(hào)并且對(duì)信號(hào)進(jìn)行整形處理的解差分整形電路，用于絕對(duì)式編碼器串行數(shù)據(jù)信號(hào)接收的串行數(shù)據(jù)接收電路，差分濾波電路的三組輸出端分別與解差分整形電路的三組輸入端相連，差分濾波電路的另一組輸出端和串行數(shù)據(jù)接收電路的輸入端相連，解差分整形電路的輸出端和串行數(shù)據(jù)接收電路的輸出端分別與可編程邏輯器件的輸入端相連。

本實(shí)用新型的工作原理：交流伺服驅(qū)動(dòng)器通過兼容多種編碼器接口與外部編碼器相連，外部編碼器可以是增量式編碼器或絕對(duì)式編碼器。當(dāng)外部編碼器為增量式編碼器，增量式編碼器信號(hào)經(jīng)過差分濾波電路濾除差分信號(hào)中的高頻干擾部分，然后輸入解差分整形電路，將差分信號(hào)轉(zhuǎn)換為單電平信號(hào)之后輸出到可編程邏輯器件(CPLD)中。當(dāng)外部編碼器為絕對(duì)式編碼器，絕對(duì)式編碼器的串行數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)過差分濾波電路濾除差分信號(hào)中的高頻干擾部分，然后輸出到串行數(shù)據(jù)接收電路，串行數(shù)據(jù)經(jīng)過串行數(shù)據(jù)接收電路直接輸出到可編程邏輯器件(CPLD)中。在CPLD中對(duì)增量式編碼器信號(hào)或者絕對(duì)式編碼器信號(hào)進(jìn)行鑒向、計(jì)數(shù)以及通訊等處理，使得編碼器信號(hào)的采集能夠準(zhǔn)確，及時(shí)。

本實(shí)用新型的有益效果在于：

本實(shí)用新型利用兼容多種編碼器接口可以兼容市場(chǎng)上各種品牌的增量式和絕對(duì)式編碼器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)增量式編碼器和絕對(duì)式編碼器的兼容，提高了交流伺服驅(qū)動(dòng)器的適用范圍，在使用高分辨率的絕對(duì)式編碼器的條件下，對(duì)交流伺服驅(qū)動(dòng)器的控制精度和響應(yīng)速度都有相應(yīng)的提升，具有很好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

附圖說明

圖1是交流伺服驅(qū)動(dòng)器整體框圖；

圖2是差分濾波單元電路實(shí)例圖；

圖3是解差分整形單元電路實(shí)例圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。