[發明專利]一種高速電主軸模塊化多軸協同控制器

在審

• 申請號: 201910706761.1
• 申請日: 2019-08-01
• 公開（公告）號: CN110320865A
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 羅智文;王治國;王超;黃凱;李鍇;郭婧;高鳳霞
• 申請（專利權）人: 清正源華（北京）科技有限公司
• 主分類號: G05B19/414
• 分類號: G05B19/414
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 孫楠

本發明涉及一種高速電主軸模塊化多軸協同控制器，其包括的高速電主軸驅動器CPU主控板、多個高速電主軸驅動器功率模塊和控制及功率電源模塊均通過功率總線和高速通信總線由板卡接口連接到高速電主軸驅動器背板模塊上；高速電主軸驅動器CPU主控板通過通信總線與現有計算機數控系統上層配套系統連接；若干高速電主軸驅動器功率模塊通過高速電主軸驅動器背板模塊和高速通信總線由高速電主軸驅動器CPU主控板進行協同控制；控制及功率電源模塊用于將接收到的外部輸入的交流電進行功率轉換，輸出直流24V邏輯控制和直流功率電，通過功率總線和高速電主軸驅動器背板模塊把功率及控制能量傳送到高速電主軸驅動器CPU主控板及每個高速電主軸驅動器功率模塊內。

技術領域

本發明涉及一種協同驅動控制器，特別是關于一種高速電主軸模塊化多軸協同控制器。

背景技術

現有的高速電主軸控制器基本都是獨立的驅動器去驅動單個高速電主軸運行，對于一些機床上有需要用多個高速電主軸進行協同驅動控制時，每個獨立的高速電主軸驅動器之間卻不能進行實時的相互通訊，這種獨立的高速電主軸驅動器往往在需要多個電主軸協同加工的機床上表現出的效果較差。

另一方面，目前機床越來越向著高集成化，高密度的方向發展，尤其高端機床對于體積的要求更是較為苛刻，因此機床中預留給高速電主軸控制器的空間大小就極為有限。并且對于多個獨立安裝的高速電主軸驅動器的可擴展性也較差。尤其對于多高速電主軸協同加工的機床，使用獨立的高速電主軸驅動器組也存在較大的資源冗余，并且獨立驅動器組的整體體積較大，成本也較高。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種高速電主軸模塊化多軸協同控制器，其極大的節省了機床的空間，提高了利用率，節省了生產成本，并且機床中所有的高速電主軸都被該控制器統一協同控制，極大的提高了系統整體的穩定性。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種高速電主軸模塊化多軸協同控制器，其包括高速電主軸驅動器CPU主控板、高速電主軸驅動器功率模塊、控制及功率電源模塊、高速電主軸驅動背板模塊、功率總線和高速通信總線；所述高速電主軸驅動器功率模塊設置為多個；所述高速電主軸驅動器CPU主控板、多個高速電主軸驅動器功率模塊和控制及功率電源模塊均通過所述功率總線和高速通信總線由板卡接口連接到所述高速電主軸驅動器背板模塊上；所述高速電主軸驅動器CPU主控板通過通信總線與現有計算機數控系統上層配套系統連接，由此完成多個電主軸的實時協同控制；若干所述高速電主軸驅動器功率模塊通過所述高速電主軸驅動器背板模塊和高速通信總線由所述高速電主軸驅動器CPU主控板進行協同控制；所述控制及功率電源模塊用于將接收到的外部輸入的交流電進行功率轉換，輸出一路直流24V邏輯控制和一路直流功率電，通過所述功率總線和高速電主軸驅動器背板模塊把功率及控制能量傳送到所述高速電主軸驅動器CPU主控板及每個所述高速電主軸驅動器功率模塊內。

進一步，所述高速電主軸驅動器CPU主控板包括母線保護電路、直流母線輸入電路、24V邏輯電源輸入接口、模擬輸出接口、USB模塊、CPU模塊、EtherCAT接口、PLC連接接口、RS485\CAN接口、數碼管顯示模塊和板級通訊接口；所述功率總線與所述母線輸入電路和24V邏輯電源輸入接口連接，傳送電能到所述高速電主軸驅動器CPU主控板內；所述高速電主軸驅動器CPU主控板通過所述板級通信接口連接到所述高速電主軸驅動背板模塊上進行數據通信；所述母線輸入電路的輸出端經所述母線保電路與所述CPU模塊連接，所述模擬輸出接口、USB模塊、EtherCAT接口、PLC連接接口、RS485\CAN接口和數碼管顯示模塊均與所述CPU模塊進行通訊。

進一步，所述模擬輸出接口用于輸出高速電主軸運行時的模擬參數；所述CPU模塊通過所述USB模塊與外部PC進行信息傳輸；機床的計算機數控系統通過所述EtherCAT接口、PLC接口和RS485\CAN接口，經所述高速通信總線與所述CPU模塊連接，傳輸相應的控制運行指令；所述數碼管顯示根據接收到的所述CPU模塊傳輸至的信息，顯示當前系統的運行狀態。