[實用新型]一種多軸一體伺服驅(qū)動器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721740859.1
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN207516803U
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡天鏈;王紹軍;朱科祥;羅乾又;劉洲
• 申請（專利權(quán)）人: 四川福德機器人股份有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)大卓悅知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11369
• 代理人: 鄭健

本實用新型公開了一種多軸一體伺服驅(qū)動器，包括：整流單元；逆變單元，其與整流單元電連接；主控單元，其通信連接至逆變單元；其中，主控單元的控制芯片被設(shè)置為通過高速實時工業(yè)以太網(wǎng)總線進(jìn)而實現(xiàn)通信的FPGA模塊和ARM模塊。采用本實用新型的多軸一體伺服驅(qū)動器能夠?qū)崿F(xiàn)多軸輸出，同時對能源的循環(huán)回收利用。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種驅(qū)動器。更具體地說，本實用新型涉及一種多軸一體伺服驅(qū)動器。

背景技術(shù)

隨著制造業(yè)的行業(yè)升級和新興行業(yè)的迅速崛起，智能制造和柔性化生產(chǎn)已成為一種發(fā)展趨勢。為了滿足這種工廠自動化的需求，智能裝備(比如工業(yè)機器人、高端數(shù)控機床等)得到了越來越多的應(yīng)用。在這些實際應(yīng)用中，智能裝備對作為智能裝備執(zhí)行機構(gòu)的伺服驅(qū)動器提出了越來越多的要求。比如易于擴展的多軸控制能力，比如高性能的多軸同步協(xié)調(diào)控制能力，同時，整體系統(tǒng)成本也要盡可能的降低。

典型的伺服驅(qū)動器包括：整流單元，逆變單元和控制單元。控制單元接收上位控制器的指令值和來自電機和編碼器的反饋值，經(jīng)過運算后控制逆變單元，將經(jīng)整流單元整流后的直流電逆變成交流電，實現(xiàn)對電機的運動控制。這種典型的伺服驅(qū)動器只能實現(xiàn)一臺電機的控制。當(dāng)被控對象是多臺電機時，即多軸控制時，有多少臺電機，就需要相應(yīng)配置相應(yīng)數(shù)量的伺服驅(qū)動器。每個電機的運動控制實現(xiàn)是分布在對應(yīng)的各個伺服驅(qū)動器當(dāng)中的，即所謂的分布式控制伺服驅(qū)動器。

目前最常見的系統(tǒng)采用分布式控制伺服驅(qū)動器實現(xiàn)多軸控制的系統(tǒng)架構(gòu)。每個伺服驅(qū)動器都包含一個獨立的整流單元、逆變單元和控制單元。上位控制器通過傳統(tǒng)的配線方式將指令值分別下發(fā)給各個伺服驅(qū)動器。各伺服驅(qū)動器采集對應(yīng)電機和編碼器的反饋信號完成其對電機的控制。每個伺服驅(qū)動器之間的控制是完全獨立的。該系統(tǒng)架構(gòu)的缺點是：成本高，每個伺服驅(qū)動器都包含一個獨立的整流單元、逆變單元和控制單元。配線復(fù)雜：上位控制器通過一組傳統(tǒng)的配線與各個伺服驅(qū)動器進(jìn)行連接。而每組配線中都包括命令脈沖信號，反饋脈沖信號，數(shù)字輸入輸出信號，命令模擬信號，反饋模擬信號等。擴展性差：每擴展一個伺服驅(qū)動器，就需要增加一組配線。而且可擴展的軸數(shù)受限于上位控制器的CPU性能和硬件的通道數(shù)目。無法實現(xiàn)多軸同步協(xié)調(diào)控制：由于各伺服驅(qū)動器之間的控制是完全獨立的，其中的一個伺服驅(qū)動器無法知道其它伺服驅(qū)動器的狀態(tài)信息，因而無法實現(xiàn)多軸同步控制和多軸協(xié)調(diào)控制。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的一個目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說明的優(yōu)點。

為了實現(xiàn)根據(jù)本實用新型的這些目的和其它優(yōu)點，提供了一種多軸一體伺服驅(qū)動器，包括：

整流單元；

逆變單元，其與所述整流單元電連接；

主控單元，其通信連接至所述逆變單元；

其中，所述主控單元的控制芯片被設(shè)置為通過高速實時工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)而實現(xiàn)通信的FPGA模塊和ARM模塊。

優(yōu)選的是，其中，所述整流單元實現(xiàn)交流電源到直流電源的轉(zhuǎn)換。

優(yōu)選的是，其中，所述逆變單元包括：

一功率板，其上設(shè)置有一直流母線端口以及多個智能功率模塊與驅(qū)動電機接口，且所述多個智能功率模塊均通過一直流母線并聯(lián)進(jìn)而連接至所述直流母線端口；

其中，各所述驅(qū)動電機接口均設(shè)置有一驅(qū)動電機，且各所述驅(qū)動電機均通過編碼器反饋檢測電機轉(zhuǎn)子位置。

優(yōu)選的是，其中，所述FPGA模塊中設(shè)置有第一I/O端口，所述功率板中設(shè)置有與所述第一I/O端口電連接的第二I/O端口。

優(yōu)選的是，其中，所述ARM模塊通過高速實時工業(yè)以太網(wǎng)總線進(jìn)而通信連接有一控制器模塊。

優(yōu)選的是，其中，所述ARM模塊還通過USB接口通信連接有一上位機模塊。