【技术实现步骤摘要】
基于EtherCATP总线技术的多轴伺服电机控制系统及方法
本专利技术属于电机控制
,具体涉及一种基于EtherCATP总线技术的多轴伺服电机控制系统及方法。
技术介绍
近年来,多轴伺服控制系统得到了快速的发展,广泛应用于智能机器人、高数控机床、柔性制造等领域。随着这些应用领域复杂程度越来越高,功能越来越强,对伺服控制系统通讯接口提出了新的需求。传统多轴伺服控制系统大多是基于串行通信特征的总线,存在通讯速率低、同步性能差的问题。同时这些复杂控制设备的电源和通讯的线缆很多,存在安装维护成本高、可靠性较差等问题。随着现场总线、工业以太网等技术发展,将这些技术应用于伺服电机控制系统引起了广泛的关注。中国专利号CN104820403B、CN204650244U、CN109308030A通过将EtherCAT总线技术应用于机器人、数控机床、伺服电机控制系统中,可提高系统通讯接口的速率和同步性能,但依然无法解决系统线缆复杂的问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足,本专利技术提供一种基于EtherCATP总线技术的多轴伺服电机控制系统及控制方法,具体技术方案如下:一种基于EtherCATP总线技术的多轴伺服电机控制系统,其包括一个运动控制器以及若干个伺服驱动系统,所述的运动控制器与所述的伺服驱动系统通过EtherCATP总线连接;每个伺服驱动系统包括电连接的伺服驱动器和电机;所述的电机内嵌有位置传感器,用于感应电机转子位置;所述的EtherCATP总线用于传递各个电机的控制及反馈 ...
【技术保护点】
1.一种基于EtherCAT P总线技术的多轴伺服电机控制系统,其特征在于,该电机控制系统包括一个运动控制器以及若干个伺服驱动系统,所述的运动控制器与所述的伺服驱动系统通过EtherCAT P总线连接;每个伺服驱动系统包括电连接的伺服驱动器和电机;所述的电机内嵌有位置传感器,用于感应电机转子位置;/n所述的EtherCAT P总线用于传递各个电机的控制及反馈信号,进而实现多电机控制;所述EtherCAT P总线还用于传递每个伺服驱动系统所需的2路隔离的电源;所述的2路隔离的电源分别用于伺服驱动器的控制供电和驱动供电。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于EtherCATP总线技术的多轴伺服电机控制系统,其特征在于,该电机控制系统包括一个运动控制器以及若干个伺服驱动系统,所述的运动控制器与所述的伺服驱动系统通过EtherCATP总线连接;每个伺服驱动系统包括电连接的伺服驱动器和电机;所述的电机内嵌有位置传感器,用于感应电机转子位置;
所述的EtherCATP总线用于传递各个电机的控制及反馈信号,进而实现多电机控制;所述EtherCATP总线还用于传递每个伺服驱动系统所需的2路隔离的电源;所述的2路隔离的电源分别用于伺服驱动器的控制供电和驱动供电。
2.根据权利要求1所述的基于EtherCATP总线技术的多轴伺服电机控制系统,其特征在于,所述的运动控制器包括第一处理器模块、第一电源模块、N个标准以太网适配器、N个EtherCATP网口和N个电源处理模块;所述的第一处理器模块与N个标准以太网适配器相连,一个标准以太网适配器对应一个EtherCATP网口,所述的第一电源模块一端与所述的第一处理器模块连接,另一端与N个电源处理模块连接,电源处理模块与其对应的EtherCATP网口连接;
所述的第一处理器模块运行EtherCAT主站协议,并执行多轴运动控制算法,计算得到各个电机的控制指令,并通过EtherCATP总线发送给各个伺服驱动系统;
所述的第一电源模块为所述的第一处理器模块供电,并经过电源处理模块后传给对应的EtherCATP网口;
所述的电源处理模块包括实现限流保护、反向保护和冲击电流保护的电路,以及LC滤波电路;
所述的EtherCATP网口包含TX+/-、RX+/-四个信号引脚,在传输EtherCAT信号的同时传输2路隔离的电源。
3.根据权利要求1所述的基于EtherCATP总线技术的多轴伺服电机控制系统,其特征在于,所述的电机采用永磁无刷伺服电机。
4.根据权利要求2所述的基于EtherCATP总线技术的多轴伺服电机控制系统,其特征在于,所述的限流保护使用保险丝来实现,所述的反向保护采用二极管来实现;所述的冲击电流保护采用浪涌电流控制芯片来实现,所述的第一处理器模块采用的处理器为IntelI7系列CPU。
5.根据权利要求1所述的基于EtherCATP总线技术的多轴伺服电机控制系统,其特征在于,所述的伺服驱动器包括微控制器模块、隔离模块、驱动模块、检测模块、伺服驱动电源处理模块,还具有EtherCAT从站接口控制模块,以及EtherCATP输入网口、EtherCATP输出网口;
所述的微控制器模块、隔离模块、驱动模块、检测模块、微控制器模块依次连接,所述的驱动模块、检测模块还与电机相连;所述的伺服驱动电源处理模块接收外部的电源输入及EtherCATP输入网口的电源输入,用于给其他模块和EtherCATP输出网口供电;所述的EtherCAT从站接口控制模块还与EtherCATP输入网口、微控制器模块、EtherCATP输出网口相连;
所述的EtherCAT从站接口控制模块以EtherCAT从站控制芯片为核心,用于实现EtherCAT数据帧处理,并与所述微控制器模块进行数据交互;所述微控制器模块通过EtherCAT从站接口控制模块得到...
【专利技术属性】
技术研发人员:华强,谢安恒,柳案明,孙阳,胡海涛,张丹,
申请(专利权)人:之江实验室,
类型:发明
国别省市:浙江;33
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