[实用新型]一种伺服电机内置编码器信号处理电路及其信号处理模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种信号处理电路及其信号处理模块，尤其涉及一种伺服电机内置编码器信号处理电路及其信号处理模块。

背景技术

伺服电机内置编码器的输出信号在没有获得数字化传输之前，要么是模拟量信号，要么TTL方波信号。根据内置编码器(传感器)的不同，输出信号的形式有所差别：

1、SIN/COS编码器：增量编码器A/B(1Vpp)+绝对位置C/D(1Vpp)+参考点(R)；

2、SIN/COS编码器：增量编码器A/B(1Vpp)+参考点(R)；

3、EnDat编码器：串行输出的SIN/COS增量编码器A/B(1Vpp)；

4、SIN/COS编码器：增量编码器A/B(1Vpp)+SSI；

5、绝对值编码器：SSI；

6、旋转变压器：AP+AN；BP+BN；

7、TTL编码器：TTL方波A/B(TTL)+Z(TTL)。

伺服电机内置的编码器输出信号能否实现数字化传输，是决定一个数控系统是否是全数字交流伺服数控系统的标志。发改高改字[2014]2072号文件规定：实现交流伺服驱动内部控制及测量器的全数字化，采用现场总线的数字化控制接口技术。这里说的测量器指的就是伺服电机内置编码器，它是用来测量实际位置值和实际速度值的传感器。

全数字交流伺服数控系统通过内置编码器的伺服电机12与伺服电机驱动器11的配合实现，如图1、图2所示。伺服电机12包括内置编码器信号处理121、电机线圈14、电机制动15、电机温度测量(KTY)16。内置编码器信号处理121接收编码器信号，处理后通过接口13、现场总线或实时以太网传输至伺服电机驱动器11。电机线圈14、电机制动15通过电机及动力电源接口17连接至伺服电机驱动器11。另外，内置编码器信号处理121内可包括对主轴电机内部温度传感器的控制，如图2所示的PTC和KTY16以及如图1所示的KTY16。

实用新型内容

本实用新型提供一种实现编码器信号数字化安全传输的伺服电机内置编码器信号处理电路及其信号处理模块。

本实用新型的解决方案是：一种伺服电机内置编码器信号处理电路，其用于对同一编码器的输入信号Asinα、Bcosα、R进行了位置信息、校验信息的冗余控制并由此生成数字信号；所述数字信号以报文的形式通过现场总线传递给伺服电机驱动器；所述编码器信号处理电路包括：方波信号转换器，其用于将编码器输入信号Asinα、Bcosα、R并分别转换成方波信号；其中，A、B分别表示三相交流电中的A相信号、B相信号，α表示一个信号周期内的电气角，R表示编码器每圈经历的绝对位置参考点；信号处理器一，其表征通道一，用于将转换成方波信号的编码器输入信号Asinα、Bcosα、R处理成待传输信号一；信号处理器二，其表征通道二，用于将转换成方波信号的编码器输入信号Asinα、Bcosα、R处理成待传输信号二；仲裁器，其用于判断两个待传输信号是否相同，如相同则将两个通道中的位置信息叠加到标准报文字段中输出，形成的数据流通过现场总线或实时以太网传递给伺服电机驱动器。

作为上述方案的进一步改进，所述信号处理器一包括：倍频器一，其用于对编码器输入信号Asinα、Bcosα进行4倍频；参考点寄存器一，其用于记载编码器输入信号R并形成编码器每圈经历的绝对位置轨迹一；粗计数器一，其用于根据绝对位置轨迹一对4倍频后的编码器输入信号Asinα、Bcosα计算出粗位置值一，并根据所述粗位置值一衍生出速度值一，所述粗位置值一、所述速度值一依次形成代码一；CRC校验器一，其用于在所述代码一的最低位设置校验码形成所述待传输信号一，所述待传输信号一的一个周期内容为：粗位置值一、速度值一、状态值一；

对应地，所述信号处理器二包括：倍频器二，其用于对编码器输入信号Asinα、Bcosα进行4倍频；参考点寄存器二，其用于记载编码器输入信号R并形成编码器每圈经历的绝对位置轨迹二；粗计数器二，其用于根据绝对位置轨迹一对4倍频后的编码器输入信号Asinα、Bcosα计算出粗位置值二，并根据所述粗位置值二衍生出速度值二，所述粗位置值二、所述速度值二依次形成代码二；CRC校验器二，其用于在所述代码二的最低位设置校验码形成所述待传输信号二，所述待传输信号二的一个周期内容为：粗位置值二、速度值二、状态值二。