多轴驱动器、数字控制系统及多轴机器人技术方案

本实用新型专利技术实施例公开了一种多轴驱动器、数字控制系统及多轴机器人。该多轴驱动器包括PXI电源背板以及挂载于PXI电源背板上的控制单元、电源转换单元以及至少两个单轴逆变单元，其中电源转换单元将交流电转换为直流电，并通过PXI电源背板提供给至少两个单轴逆变单元，控制单元通过PXI电源背板对单轴逆变单元进行控制，以使单轴逆变单元对直流电进行逆变输出。通过上述方式，利用PXI电源背板分别挂载控制单元、电源转换单元以及至少两个单轴逆变单元，可通过PXI电源背板作为控制和供电载体，使得该至少两个单轴逆变单元能够共用控制单元和电源转换单元，进而实现资源共用，简化电路结构，降低成本。

Multi axis drive, digital control system and multi axis robot

The implementation example of the utility model discloses a multi axis driver, a digital control system and a multi axis robot. The multi axis drive includes PXI power supply and control unit, mounted on the PXI power supply on the backplane power conversion unit and at least two single axis inverter unit, wherein the power conversion unit to convert AC to DC, and provide at least two single axis inverter unit through the PXI power supply, power supply to the control unit by PXI single axis inverter unit control, so that the single axis inverter inverter output to DC power unit. By the way, the use of PXI power supply respectively mounted control unit, power conversion unit and at least two single axis inverter unit, through the PXI power supply control and power supply as the carrier, such that at least two single axis inverter unit can share the control unit and the power conversion unit, so as to realize resource sharing, simplify the circuit structure reduce the cost.

【技术实现步骤摘要】
多轴驱动器、数字控制系统及多轴机器人
本技术实施例涉及数字控制领域，特别是涉及一种多轴驱动器、数字控制系统及多轴机器人。
技术介绍
目前，数字控制系统的多轴驱动所采用的控制方案主要为“工控机+运动控制卡+多个分立驱动器”，该方案一般通过PCI(PeripheralComponentInterconnect，外设部件互连标准)总线实现工控机与运动控制卡的互联通信，控制卡与多个分立驱动器间通过RTEX(Real-TimeExpress，实时表示)协议等网络协议进行通信，运动控制卡与各驱动器间通过RTEX接口形成一个环形拓扑。然而，上述控制方案存在以下缺陷：1、各轴驱动器同步性差。运动控制卡的控制指令需要通过RTEX(或其他网络协议)依次遍历发送至各个驱动器，而网络传输存在延时，当驱动器数量较多时，则无法满足各个轴工作的同步性。2、控制网络可靠性和可用性差。传统的控制网络需要组成环形网络，当该网络某处网线/网口发生损坏时，则整个控制网络将瘫痪，所有驱动器均无法正常工作。3、电路资源繁冗，浪费硬件资源。多个轴的驱动器分别需要配置独立的控制单元、整流单元以及逆变单元，且需要分别配置再生制动电阻，造成资源浪费，结构分散，占用空间。
技术实现思路
本技术实施例提供一种多轴驱动器及数字控制系统，以解决现有技术中多轴控制方案的至少部分问题。为解决至少部分上述技术问题，本技术实施例采用的一个技术方案是：提供一种多轴驱动器，包括PXI电源背板以及挂载于PXI电源背板上的控制单元、电源转换单元以及至少两个单轴逆变单元，其中电源转换单元将交流电转换为直流电，并通过PXI电源背板提供给至少两个单轴逆变单元，控制单元通过PXI电源背板对单轴逆变单元进行控制，以使单轴逆变单元对直流电进行逆变输出。其中，PXI电源背板上设置有PXI总线，控制单元和至少两个单轴逆变单元分别挂载于PXI总线上，控制单元通过PXI总线对至少两个单轴逆变单元进行控制。其中，电源转换单元进一步挂载于PXI总线上，控制单元通过PXI总线对电源转换单元进行控制。其中，PXI电源背板进一步包括背板时钟，背板时钟挂载于PXI总线上，以向至少两个单轴逆变单元提供参考时钟信号。其中，PXI电源背板上设置有直流母线，电源转换单元与至少两个单轴逆变单元分别挂载于直流母线上，电源转换单元在将交流电转换为直流电后通过直流母线提供给至少两个单轴逆变单元。其中，PXI电源背板进一步包括再生制动电阻，再生制动电阻挂载于直流母线上，且至少两个单轴逆变单元共用再生制动电阻。其中，直流母线为一套，包括正极母线和负极母线，至少两个单轴逆变单元共用该一套直流母线。其中，再生制动电阻跨接于该一套直流母线的正极母线和负极母线之间。其中，控制单元、电源转换单元以及至少两个单轴逆变单元中的至少部分以接插方式连接PXI电源背板。为解决上述技术问题，本技术实施例采用的一个技术方案是：提供一种数字控制系统，包括上述多轴驱动器以及分别由上述多轴驱动器中的所述至少两个单轴逆变单元进行供电的至少两个电机至少两个电机。为解决上述技术问题，本技术实施例采用的一个技术方案是：提供一种多轴机器人，其包括上述数字控制系统。本技术实施例的有益效果是：在本技术实施例所提供的多轴驱动器、数字控制系统及多轴机器人中，利用PXI电源背板分别挂载控制单元、电源转换单元以及至少两个单轴逆变单元，可通过PXI电源背板作为控制和供电载体，使得该至少两个单轴逆变单元能够共用控制单元和电源转换单元，进而实现资源共用，简化电路结构，降低成本。附图说明图1是根据本技术第一实施例的多轴驱动器的示意框图；图2是图1所示的多轴驱动器的控制拓扑的示意框图；图3是图1所示的多轴驱动器的电源拓扑的示意框图；图4是根据本技术第二实施例的数字控制系统的示意框图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。如图1所示，图1是根据本技术第一实施例的多轴驱动器的示意框图。本实施例的多轴驱动器主要包括PXI(PCIextensionsforInstrumentation，面向仪器系统的PCI扩展)电源背板11以及挂载于PXI电源背板11上的控制单元12、电源转换单元13以及至少两个单轴逆变单元14。本实施例中，PXI电源背板为设置有电源母线以及PXI总线的背板。在本实施例中，电源转换单元13将交流电转换为直流电，并通过PXI电源背板11提供给至少两个单轴逆变单元14，控制单元12通过PXI电源背板11对单轴逆变单元14进行控制，以使单轴逆变单元14对直流电进行逆变输出。在进一步优选的实施例中，控制单元12、电源转换单元13以及至少两个单轴逆变单元14中的至少部分以接插方式连接PXI电源背板11。具体来说，PXI电源背板11提供从控制单元12到各单轴逆变单元14的控制通道以及从电源转换单元13到各单轴逆变单元14的供电路径。控制单元12作为控制核心，用以实现对各单轴逆变单元14的控制，控制单元12可外接键盘和显示器，装有操作系统，并对用户开放，用户可以自主安装调试、试验分析工具，大大提高整个多轴驱动器的智能化程度，满足不同用户的定制化需求，并可以根据实际需要进行更换。电源转换单元13将输入的交流电转换为直流电，提供至后续的单轴逆变单元14。根据不同的功率等级，该电源转换单元13可进行灵活配置(例如，采用更换不同功率等级模块的形式)，从而适应功率等级需求。单轴逆变单元14将电源转换单元13提供的直流电逆变为三相交流电输出至电机(未图示)。根据不同的功率等级，单轴逆变单元14可以灵活配置(采用更换和增减不同功率等级模块的形式)，从而组合出满足用户需求的多轴驱动器。通过上述方式，利用PXI电源背板分别挂载控制单元、电源转换单元以及至少两个单轴逆变单元，可通过PXI电源背板作为控制和供电载体，使得该至少两个单轴逆变单元能够共用控制单元和电源转换单元，进而实现资源共用，简化电路结构，降低成本。如图2所示，图2是图1所示的多轴驱动器的控制拓扑的示意框图。在本实施例中，PXI电源背板11上设置有PXI总线110，控制单元12和至少两个单轴逆变单元14分别挂载于PXI总线110上，控制单元12通过PXI总线110对至少两个单轴逆变单元14进行控制。进一步，电源转换单元13也优选挂载于PXI总线110上，控制单元12通过PXI总线110对电源进行控制。在本实施例中，控制单元12、电源转换单元13以及各单轴逆变单元14分别通过PXI接口连接至PXI总线110上。PXI接口连接可靠，且接口间连线采用PCB板印制线路的形式，从而大大提高了通信的可靠性。而且，由于采用总线拓扑，当某个单轴逆变单元14的控制出现故障时，不影响其他单轴逆变单元14的正常工作。从控制拓扑上看，PXI总线110支持挂载256个设备，即除去控制单元12和电源转换单元13，最多可支持的单轴逆变单元14的数量为254个，实现254个多轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多轴驱动器，其特征在于，所述多轴驱动器包括PXI电源背板以及挂载于所述PXI电源背板上的控制单元、电源转换单元以及至少两个单轴逆变单元，其中所述电源转换单元将交流电转换为直流电，并通过所述PXI电源背板提供给所述至少两个单轴逆变单元，所述控制单元通过所述PXI电源背板对所述单轴逆变单元进行控制，以使所述单轴逆变单元对所述直流电进行逆变输出。

【技术特征摘要】
1.一种多轴驱动器，其特征在于，所述多轴驱动器包括PXI电源背板以及挂载于所述PXI电源背板上的控制单元、电源转换单元以及至少两个单轴逆变单元，其中所述电源转换单元将交流电转换为直流电，并通过所述PXI电源背板提供给所述至少两个单轴逆变单元，所述控制单元通过所述PXI电源背板对所述单轴逆变单元进行控制，以使所述单轴逆变单元对所述直流电进行逆变输出。2.根据权利要求1所述的多轴驱动器，其特征在于，所述PXI电源背板上设置有PXI总线，所述控制单元和所述至少两个单轴逆变单元分别挂载于所述PXI总线上，所述控制单元通过所述PXI总线对所述至少两个单轴逆变单元进行控制。3.根据权利要求2所述的多轴驱动器，其特征在于，所述电源转换单元进一步挂载于所述PXI总线上，所述控制单元通过所述PXI总线对所述电源转换单元进行控制。4.根据权利要求2所述的多轴驱动器，其特征在于，所述PXI电源背板进一步包括背板时钟，所述背板时钟挂载于所述PXI总线上，以向所述至少两个单轴逆变单元提供参考时钟信号。5.根据权利要求1所述的多轴驱动器，其特征在于，所述PXI电源背板上设置有直流母线，所述电源转...

【专利技术属性】
技术研发人员：周方亮，
申请(专利权)人：深圳配天智能技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44