伺服马达驱动器制造技术

一种伺服马达驱动器，用以驱动两个以上的伺服马达，并包含一主控制单元、一电源单元及一伺服驱动模块。该伺服驱动模块包含一通讯接口单元、一输入/输出单元、一微处理单元、一场域可编程门阵列、一电流控制单元及一切换单元。该电流控制单元包含一智能型功率模块及一电流传感器。根据该微处理单元的命令数据，驱使该智能型功率模块控制该切换单元切换至其中一接点，以控制该切换单元启动任一个伺服马达，真正实现一台伺服驱动模块能控制多台伺服马达的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种伺服驱动装置，且特别是有关于一种能以一台驱动器连接数台伺服马达，以达到节省成本的伺服马达驱动器。
技术介绍
近年来，随着高效率、高质量生产技术的提升，使得机械设备已朝向快速化、系统化和自动化高速发展，相对的，机械设备各系统之间的关连性也越来越密切，且更加复杂化。以计算机数值控制工具机为例，其加工方式通常是依照所需加工工件规格大小来建立CAD/CAM指令程序，以规划设计出轮廓与刀具路径，机台的控制单元再解译出相对应的指令程序，并借由伺服驱动器将控制单元所解译的程序指令，以脉波命令或类比电压形式、或网络通讯型式驱动终端的伺服马达进行输出，并将伺服马达编码器讯号回授至伺服驱动器作闭回路控制，使工具机能准确完成所要加工的工件。而为了提高加工效率，在单一机台上增加轴数的多轴复合工具机，已成为近年来工具机产业的重要发展趋势，而在加工轴数增加的情况下，为了协调各轴的动作并监控机台的运作，多轴伺服控制系统乃应运而生，其常规做法是通过数字控制系统来操控多台伺服驱动器，每台伺服驱动器分别用来控制一轴的伺服马达。但这种模式由于是采用多台的伺服驱动器，势必会占用较多的机台空间与成本，常见的改善方案是将多台伺服驱动器以同轴电缆或光纤线来串连并排，但这种作法在实际上还是一台驱动器连接一台伺服马达，而非以一台驱动器连接数台伺服马达，所以整个伺服驱动系统并不能真正的节省空间与成本。此外，中国台湾公告第1308819号专利技术专利进一步地揭露了一种三合一的交流伺服驱动器，其主要是将数台马达所需的电源模块及控制模块放在同一个模块里，对于控制单元部分可以节省重复部分，如通讯接口、显示单元、输入/输出单元，而电源模块上的IGBT模块的总线电容量也可共享而减少，体积也可因此较原本数台电源模块的总合体积要来得小，并可有效节省成本、配线及安装时间。但是，在该电源模块中，需要控制数个伺服马达，就必须相对设置等数的换流器(Inverter)及电流传感器(Current Sensor),此法不但增加扩增电源模块的占用体积，且换流器为大电流、大功率的电路，价格相当高昂，因此在整个驱动系统的制造成本上，更是有增无减，不够经济与实惠。其次，在此电源模块内部虽设置有一可共享的煞车单元，以在电源总线的电压过高时，利用放电原理将其能量释放掉，但是，此举不但浪费电力，且不环保。综上所述，即使有号称可连接一对多台马达的伺服驱动器产品，但其设计却是以扩充电源模块来实现，如此，使得整个伺服驱动系统在效能、成本及体积的节省上，并不会产生太大的效果之外，相反地却衍生高制造成本，同时亦可能耗费配线与安装的工时的困扰。
技术实现思路
本专利技术所提供的一种伺服马达驱动器，利用一个智能型功率模块控制一切换单元以分别驱动数台伺服马达，不但不须扩充电源，且在制造成本及体积上亦可有效地节省，以真正实现一台伺服驱动器控制多台伺服马达的使用目的与功效。本专利技术的伺服马达驱动器，在电源单元的输出端上接设有一刹车回充单元，以使得伺服马达操作在减速状态，利用充电原理将电流回充至电源单元，达到节能的使用目的，使兼具有环保效益。为达上述目的，本专利技术的解决方案是: 本专利技术所提出的一种伺服马达驱动器，供接设至少两个伺服马达，且接受一主控制单元的讯号后而能驱动任一伺服马达动作，进而使前述伺服马达以异步方式启动各自的受控体，该种驱动器包含一主控制单元、一电源单元及一伺服驱动模块。该电源单元，用以供给以下各单元所需的电力。该伺服驱动模块，包含一通讯接口单元、一输入/输出单元、一微处理单元、一场域可编程门阵列、一电流控制单元及一切换单元。该通讯接口单元，电连接在该主控制单元和该微处理单元之间，用以作序列式双向传输数据。该输入/输出单元，电连接在该主控制单元和该场域可编程门阵列之间，用以作数字/模拟数据的双向传递。该场域可编程门阵列，根据该等伺服马达的旋转角度与转速数据，转换成数字旋转角度数据与数字转速数据，以返送至该微处理单元作运算处理。该微处理单元，与该通讯接口单元和该场域可编程门阵列电连接，并根据来自于该主控制单元的速度、位置及扭矩命令数据，以及建入于该场域可编程门阵列的该伺服马达的旋转角度及转速数据，运算出数字载波讯号，用以异步操控该等伺服马达运转。该电流控制单元，包含一智能型功率模块及一用以检测电流量的电流传感器，该智能型功率模块接收来自于该微处理单元输出的数字载波电流数据，作电流功率放大处理，用以启动该等伺服马达的运作。该切换单元，根据前述微处理单元的命令数据，驱使该智能型功率模块控制该切换单元切换至其中一接点，进而启动其中一个伺服马达运转。依照上述的伺服马达驱动器，其中，该电源单元具有一主电源及一受电于该主电源的控制电源，该主电源供给交流电给该智能型功率模块，该控制电源则供给直电流该微处理单元及该场域可编程门阵列。依照上述的伺服马达驱动器，其中，更包含一刹车回充单元，接设在该电源单元的输出端，当该伺服马达操作在减速状态，能将电流回充至该电源单元。依照上述的伺服马达驱动器，其中，该通讯接口单元有一通讯序列总线(USB)、一RS232C串行传输埠、一 RS485串行传输埠及一 RS422串行传输端口，而该通讯接口单元还可连接至以太网络及其它工业控制网络接口，如Mechatrolink、EtherCAT、CANbus等。依照上述的伺服马达驱动器，其中，该切换单元为接点开关、无接点开关的任一种。而本专利技术所提出的另一种伺服马达驱动器，供接设至少两个伺服马达，一种伺服马达驱动器，供接设至少两个伺服马达，且接受一主控单元的讯号后而能驱动任一伺服马达动作，进而使工具机的机具产生相对顺序动作的关系，该种驱动器包含一主控制单元、一电源单元及至少一伺服驱动模块。该电源单元，用以供给以下各单元所需的电力。该伺服驱动模块，包含一通讯接口单元、一输入/输出单元、一微处理单元、一场域可编程门阵列、一电流控制单元及一切换单元。该通讯接口单元，电连接在该主控制单元和该微处理单元之间，用以作序列式双向传输数据。该输入/输出单元，电连接在该主控制单元和该场域可编程门阵列之间，用以作数字/模拟数据的双向传递。该场域可编程门阵列，根据该等伺服马达的旋转角度与转速数据，转换成数字旋转角度数据与数字转速数据，以返送至该微处理单元作运算处理。该微处理单元，与该通讯接口单元和该场域可编程门阵列电连接，并根据来自于该主控制单元的速度、位置及扭矩命令数据，以及建入于该场域可编程门阵列的该伺服马达的旋转角度及转速数据，运算出数字载波讯号，用以异步操控该等伺服马达运转。该电流控制单元，包含一智能型功率模块及一用以检测电流量的电流传感器，该智能型功率模块接收来自于该微处理单元输出的数字载波电流数据，作电流功率放大处理。该切换单元，根据前述微处理单元的命令数据，驱使该智能型功率模块控制该切换单元切换至其中一接点，进而启动其中一个伺服马达运转。采用上述方案收，相较于现有一对多台马达的伺服驱动器产品，是以扩充电源模块来实现，而更增加成本与扩增占用体积的问题；本专利技术的伺服马达驱动器，根据微处理单元的命令数据，利用一个智能型功率模块控制一切换单元以分别驱动数台伺服马达，不但不须扩充电源，且在制造成本及体积上亦可有效地节省，以真正实现一台本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种伺服马达驱动器，供接设至少两个伺服马达，且接受一主控制单元的讯号后而能驱动任一伺服马达动作，进而使前述伺服马达以异步方式启动各自的受控体，其特征在于，该种驱动器包含一主控制单元、一电源单元及至少一伺服驱动模块：该电源单元，用以供给以下各单元所需的电力；该伺服驱动模块，包含一通讯接口单元、一输入/输出单元、一微处理单元、一场域可编程门阵列、一电流控制单元及一切换单元；该通讯接口单元，电连接在该主控制单元和该微处理单元之间，用以作序列式双向传输数据；该输入/输出单元，电连接在该主控制单元和该场域可编程门阵列之间，用以作数字/模拟数据的双向传递；该场域可编程门阵列，根据该等伺服马达的旋转角度与转速数据，转换成数字旋转角度数据与数字转速数据，以返送至该微处理单元作运算处理；该微处理单元，与该通讯接口单元和该场域可编程门阵列电连接，并根据来自于该主控制单元的速度、位置及扭矩命令数据，以及建入于该场域可编程门阵列的该伺服马达的旋转角度及转速数据，运算出数字载波讯号，用以异步操控该等伺服马达运转；该电流控制单元，包含一智能型功率模块及一用以检测电流量的电流传感器，该智能型功率模块接收来自于该微处理单元输出的数字载波电流数据，作电流功率放大处理，用以启动该等伺服马达的运作；该切换单元，根据前述微处理单元的命令数据，驱使该智能型功率模块控制该切换单元切换至其中一接点，进而启动其中一个伺服马达运转。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：丘于川，林育圆，
申请(专利权)人：英属维尔京群岛商鉱腾有限公司，
类型：发明
国别省市：维尔京群岛;VG