三轴伺服驱控一体控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种三轴伺服驱控一体控制系统，所述控制系统包括运动控制器、三轴伺服驱动控制单元及功率调节单元，所述运动控制器、所述三轴伺服驱动控制单元及所述功率调节单元顺次连接并集成为一体，所述功率调节单元与外部电机连接。本发明专利技术通过将运动控制器与三轴伺服驱动控制单元集成在一起，替换传统的分布式控制系统，实现运动控制器、三轴伺服驱动控制单元共用电源模块，降低了生产成本；此外，本发明专利技术的运动控制器与三轴伺服驱动控制单元之间通过I/O总线、CAN通讯模块连接，不仅简化了配线结构，且提高了系统的抗干扰能力。

Three axis servo drive control integrated control system

The invention discloses a three-axis servo drive-control integrated control system. The control system comprises a motion controller, a three-axis servo drive control unit and a power regulating unit. The motion controller, the three-axis servo drive control unit and the power regulating unit are connected and integrated sequentially, and the power regulating unit is integrated. The unit is connected to the external motor. By integrating the motion controller with the three-axis servo drive control unit, the invention replaces the traditional distributed control system, realizes the common power module of the motion controller and the three-axis servo drive control unit, and reduces the production cost; moreover, the motion controller of the invention is between the three-axis servo drive control unit and the motion controller. Connecting through I/O bus and CAN communication module not only simplifies the wiring structure, but also improves the anti-interference ability of the system.

【技术实现步骤摘要】
三轴伺服驱控一体控制系统
本专利技术涉及一种控制系统，具体的说，是涉及一种三轴伺服驱控一体控制系统。
技术介绍
在中国智造2025的整体方针下，为了满足传统行业的智能制造升级改造以及新行业的迅速崛起，智能装备(比如工业机器人，桁架机器人,5D影院座椅等)得到了广泛应用。运动控制系统包括控制器、伺服驱动器、电机以及相应的传感器，当前典型的伺服驱动器包含电源模块，逆变模块，控制模块，AI和AO模块、编码器模块等。当整个控制系统中，被控对象是多台电机时，就需要配置相应台数的驱动器。目前采用的是一种分布式的多轴伺服控制框架，如图1所示，运动控制器与伺服驱动器分离，每个驱动器都包含独立的电源模块、逆变模块、控制模块。现有的运动控制器采用传统的单一配线方式控制多轴伺服驱动器。这种结构的缺点是：成本高，每一个伺服驱动器都包含电源模块、逆变模块和控制模块；配线复杂：运动控制器通过传统脉冲+方向控制方式进行连接，每组线包含脉冲方向信号，反馈信号，输入输出信号等；抗干扰能力差：脉冲型控制方式一旦出现多或者少脉冲，伺服驱动器无法鉴别。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了三轴伺服驱控一体控制系统，本专利技术通过将运动控制器与三轴伺服驱动控制单元集成在一起，替换传统的分布式控制系统，实现运动控制器、三轴伺服驱动控制单元共用电源模块，降低了生产成本；此外，本专利技术的运动控制器与三轴伺服驱动控制单元之间通过I/O总线、CAN通讯模块连接，不仅减少了配线，简化了配线结构，且解决了现有的脉冲型控制方式一旦出现多或少脉冲，伺服驱动器无法鉴别的问题，提高了系统的抗干扰能力。为实现上述目的，本专利技术具体方案如下：本专利技术的一个方面，提供一种三轴伺服驱控一体控制系统，该系统包括运动控制单元、三轴伺服驱动控制单元及功率调节单元，所述运动控制单元、所述三轴伺服驱动控制单元及所述功率调节单元顺次连接并集成为一体，所述功率调节单元与外部电机连接，所述运动控制单元向所述三轴伺服驱动控制单元输出控制信号，所述三轴伺服驱动控制单元根据所述控制信号输出电机驱动信号，所述功率调节单元对所述电机驱动信号进行处理后驱动所述外部电机进行运作。作为一个优选的实施方式，所述三轴伺服驱动控制单元为集成伺服驱动控制单元，所述集成伺服驱动控制单元通过第一编码模块及多个连接线路与所述运动控制单元连接。作为一个优选的实施方式，所述多个连接线路包括脉冲和总线双模连接线路，具体的，总线线路包括I/O总线，脉冲线路包括CAN通讯模块。作为一个优选的实施方式，所述功率调节单元包括功率调节模块、整流模块、滤波模块及电源模块，所述电源模块、所述整流模块、所述滤波模块及所述功率调节模块顺次连接，所述电源模块与所述三轴伺服驱动控制单元连接，所述功率调节模块连接外部电机；此外，本专利技术采用一个电源模块代替原有的三个电源供电进行供电的模式为系统供电；采用一个整流模块替换原有的三个整流模块，采用一个滤波模块替换原有的三个滤波模块为功率模块供电；进一步简化了电路结构。作为一个优选的实施方式，所述功率调节模块为3个，每个所述功率调节单元对应的与一个外部电机连接，用于对所述外部电机进行分别控制。作为一个优选的实施方式，所述滤波模块包括滤波电容，该滤波模块替换原有的三个滤波模块的模式，通过一个滤波模块分别与三个功率调节模块连接，代替了原有的三个滤波模块分别对三个功率调节模块进行滤波的连接方式，再进一步简化了电路结构。作为一个优选的实施方式，所述运动控制单元包括运动控制器、以太网模块及输入输出模块，所述以太网模块的一端连接所述运动控制器，另一端与外部设备连接，所述运动控制器通过所述以太网模块与外部网络设备进行信息交互，所述输入输出模块的一端连接所述运动控制器，另一端与外部设备连接，所述运动控制器通过所述输入输出模块及所述以太网模块与所述外部设备进行信息的交互。这里需要说明的是，以太网连接的外部设备包括外部网络设备，输入输出模块连接的外部设备包括外部传感器、继电器等，也可以为外部网络设备。作为一个优选的实施方式，所述三轴伺服驱控一体控制系统还包括可编程模块，所述可编程模块的一端连接所述三轴伺服驱动控制单元，另一端与所述功率调节单元连接，用于产生三轴脉冲、三轴输入及输出数字信号对所述外部电机进行控制，同时还可以对外部继电器进行控制、对外部传感器进行输入信号的检测。本专利技术通过采用一个可编程模块替换原有的三个可编程模块的形式，进一步简化了控制系统的结构。作为一个优选的实施方式，本专利技术所述可编程模块采用FPGA芯片。作为一个优选的实施方式，所述三轴伺服驱控一体控制系统还包括过流保护模块，所述过流保护模块的一端与所述三轴伺服驱动控制单元连接，另一端与所述功率调节单元连接，所述过流保护模块对所述三轴伺服驱动控制单元输出的电流值进行监测及过流保护。作为一个优选的实施方式，所述三轴伺服驱控一体控制系统还包括第二编码模块，所述第二编码模块的一端与所述外部电机连接，另一端与所述三轴伺服驱动控制单元连接，所述第二编码模块将所述外部电机的输出信号传送至所述三轴伺服驱动控制单元。作为一个优选的实施方式，所述三轴伺服驱控一体控制系统还包括第一存储模块和第二存储模块，所述第一存储模块与所述运动控制模块连接；所述第二存储模块与所述三轴伺服驱动控制单元连接，所述第一存储模块及第二存储模块分别用于存储所述运动控制器及所述伺服驱动单元的工作参数。本专利技术的有益效果为：1)本专利技术通过将运动控制器与三轴伺服驱动控制单元集成在一起，替换传统的分布式控制系统，实现运动控制器、三轴伺服驱动控制单元共用电源模块，降低了生产成本；2)本专利技术的运动控制器与三轴伺服驱动控制单元之间通过I/O总线、CAN通讯模块连接，不仅减少了配线，简化了配线结构，且由传统的单一的配线方式改进为脉冲和总线双模控制方式，解决了现有的脉冲型控制方式一旦出现多或少脉冲，伺服驱动器无法鉴别的问题，提高了系统的抗干扰能力，使控制方式更加灵活，以满足不同功能要求。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。图1为现有的运动控制系统的连接结构图；图2为本专利技术实施例一所述的三轴伺服驱控一体控制系统的连接结构图。其中，1、运动控制器；2、三轴伺服驱动控制单元；3、可编程模块；4、过流保护模块；5、第一存储模块；6、第二存储模块；7、以太网模块；8、第一编码模块；9、I/O总线；10、CAN通讯模块；11、编码器a；12、编码器b；13、编码器c；14、电机a；15、电机b；16、电机c；17、外部网络设备；31、电源模块；32、整理模块；33、滤波模块；34、IPM模块a；35、IPM模块b；36、IPM模块c。具体实施方式下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三轴伺服驱控一体控制系统，其特征在于，包括运动控制单元、三轴伺服驱动控制单元及功率调节单元，所述运动控制单元、所述三轴伺服驱动控制单元及所述功率调节单元顺次连接并集成为一体，所述功率调节单元与外部电机连接，所述运动控制单元向所述三轴伺服驱动控制单元输出控制信号，所述三轴伺服驱动控制单元根据所述控制信号输出电机驱动信号，所述功率调节单元对所述电机驱动信号进行处理后驱动所述外部电机进行运作。

【技术特征摘要】
1.一种三轴伺服驱控一体控制系统，其特征在于，包括运动控制单元、三轴伺服驱动控制单元及功率调节单元，所述运动控制单元、所述三轴伺服驱动控制单元及所述功率调节单元顺次连接并集成为一体，所述功率调节单元与外部电机连接，所述运动控制单元向所述三轴伺服驱动控制单元输出控制信号，所述三轴伺服驱动控制单元根据所述控制信号输出电机驱动信号，所述功率调节单元对所述电机驱动信号进行处理后驱动所述外部电机进行运作。2.根据权利要求1所述的一种三轴伺服驱控一体控制系统，其特征在于，所述三轴伺服驱动控制单元为集成伺服驱动控制单元，所述集成伺服驱动控制单元通过第一编码模块及多个连接线路与所述运动控制单元连接。3.根据权利要求2所述的一种三轴伺服驱控一体控制系统，其特征在于，所述多个连接线路包括脉冲和总线双模连接线路。4.根据权利要求1所述的一种三轴伺服驱控一体控制系统，其特征在于，所述功率调节单元包括功率调节模块、整流模块、滤波模块及电源模块，所述电源模块、所述整流模块、所述滤波模块及所述功率调节模块顺次连接，所述电源模块与所述三轴伺服驱动控制单元连接，所述功率调节模块连接外部电机。5.根据权利要求4所述的一种三轴伺服驱控一体控制系统，其特征在于，所述功率调节模块为3个，每个所述功率调节单元对应的与一个外部电机连接，用于对所述外部电机进行分别控制。6.根据权利要求1所述的一种三轴伺服驱控一体控制系统，其特征在于，所述运动控制单元包括运动控制器、以太网模块及输入输出模块，所述以太网模块的一端连接所述运动控制器，另一端与外...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈勇，陈其斌，陈贻国，
申请(专利权)人：浙江洛伦驰智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33