[发明专利]多轴伺服电机控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及控制领域，更具体地说，涉及一种多轴伺服电机控制系统。

背景技术

电机是运动控制主要部件。随着科学技术的发展，通常需要同时控制多轴伺服电机，例如数控车床的主轴驱动与X、Y轴驱动进刀；数控铣床的主轴驱动与X、Y、Z轴驱动进给，而对于机器人和机械手更需要对多个轴进行控制。

已有技术中还未见到多轴伺服电动机控制芯片，因而往往采用单轴伺服电动机控制芯片分别控制各轴，其中LM628和LM629方波无刷电动机位置控制芯片、IR2102正旋波无刷电动机速度控制芯片，它们性能良好，最具代表性。

美国国家半导体公司推出LM628运动控制芯片以及日本Plenty Island公司推出的MCX314系列运动控制芯片实际上可称为位置环伺服控制芯片，可用于伺服单元上位控制，但实质上它们并不包含电机矢量控制和电机速率、力矩闭环控制等低层控制环节。这类芯片的集成度不高，其功能完全可以利用DSP来替代，所以目前意义已经不大。

而采用现有技术中的单轴伺服电机控制系统单独驱动多个轴时，容易出现无法同步的问题。因此，需要一种同时对多个轴进行同步控制的多轴伺服电机控制系统。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对采用现有技术中的单轴伺服电机控制系统单独驱动多个轴时，容易出现无法同步的缺陷，提供一种同时对多个轴进行同步控制的多轴伺服电机控制系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种多轴伺服电机控制 系统，包括：位置环模块，用于接收各轴的位置环给定值和位置反馈值，并计算速度环给定值；速度环模块，用于接收各轴的速度环给定值和速度反馈值，并计算电流环给定值；电流环模块，用于接收各轴的电流环给定值和电流反馈值，并输出电流环输出值；脉宽调制信号生成模块，用于从所述电流环模块接收所述电流环输出值并生成用于控制各轴的伺服电机的脉宽调制信号；多轴时序控制模块，用于控制所述位置环模块、速度环模块、电流环模块和脉宽调制信号生成模块的信号接收和处理；和数模转换模块，用于在多轴时序控制模块的控制下获取位置反馈值和/或电流反馈值、位置环给定值、速度环给定值和/或电流环给定值。

在本发明所述的多轴伺服电机控制系统中，所述多轴伺服电机控制系统包括：测速模块，用于在多轴时序控制模块的控制下获取各轴的速度反馈值。

在本发明所述的多轴伺服电机控制系统中，当所述多轴时序控制模块控制所述多轴伺服电机控制系统在位置环运行时，位置环模块从所述数模转换模块获取位置环给定值和位置反馈值，速度环模块从所述位置环模块获取速度环给定值、从所述测速模块获取速度反馈值，所述电流环模块从所述速度环模块获取电流环给定值、从所述数模转换模块获取电流反馈值；当所述多轴时序控制模块控制所述多轴伺服电机控制系统在速度环运行时，所述速度环模块从所述测速模块获取速度反馈值、从所述数模转换模块获取速度环给定值，所述电流环模块从所述速度环模块获取电流环给定值、从所述数模转换模块获取电流反馈值；当所述多轴时序控制模块控制所述多轴伺服电机控制系统在电流环运行时，所述电流环模块从所述数模转换模块获取电流反馈值和电流环给定值。

在本发明所述的多轴伺服电机控制系统中，所述数模转换模块包括：模数转换接口单元、模数时序控制单元和第一数据锁存器，其中，所述多轴伺服电机控制系统在位置环运行时，所述模数转换接口单元获取位置环给定值、位置反馈值和电流反馈值；当所述多轴伺服电机控制系统在速度环运行时，所述模数转换接口单元获取速度环给定值，电流反馈值；当所述多轴伺服电机控制系统在电流环运行时，所述模数转换接口单元获取电流环给定值和电流反馈值；所述第一数据锁存器在所述模数时序控制单元的控制下对获取的各值进行锁 存。

在本发明所述的多轴伺服电机控制系统中，所述多轴伺服电机控制系统进一步包括电流定标模块，用于定标从所述数模转换模块获取电流反馈值并将定标后的电流反馈值发送到电流环模块。

在本发明所述的多轴伺服电机控制系统中，所述测速模块包括码盘接口单元、M/T法测速单元和第二数据锁存器，其中所述码盘接口单元用于获取各轴角位移；所述M/T法测速单元用于将所述角位移转换成速度反馈值；所述第二数据锁存器在所述多轴时序控制模块的控制下对所述速度反馈值进行锁存。