[实用新型]一种多轴一体伺服驱动器

说明书

本实用新型公开了一种多轴一体伺服驱动器，包括：整流单元；逆变单元，其与整流单元电连接；主控单元，其通信连接至逆变单元；其中，主控单元的控制芯片被设置为通过高速实时工业以太网总线进而实现通信的FPGA模块和ARM模块。采用本实用新型的多轴一体伺服驱动器能够实现多轴输出，同时对能源的循环回收利用。

技术领域

本实用新型涉及一种驱动器。更具体地说，本实用新型涉及一种多轴一体伺服驱动器。

背景技术

随着制造业的行业升级和新兴行业的迅速崛起，智能制造和柔性化生产已成为一种发展趋势。为了满足这种工厂自动化的需求，智能装备(比如工业机器人、高端数控机床等)得到了越来越多的应用。在这些实际应用中，智能装备对作为智能装备执行机构的伺服驱动器提出了越来越多的要求。比如易于扩展的多轴控制能力，比如高性能的多轴同步协调控制能力，同时，整体系统成本也要尽可能的降低。

典型的伺服驱动器包括：整流单元，逆变单元和控制单元。控制单元接收上位控制器的指令值和来自电机和编码器的反馈值，经过运算后控制逆变单元，将经整流单元整流后的直流电逆变成交流电，实现对电机的运动控制。这种典型的伺服驱动器只能实现一台电机的控制。当被控对象是多台电机时，即多轴控制时，有多少台电机，就需要相应配置相应数量的伺服驱动器。每个电机的运动控制实现是分布在对应的各个伺服驱动器当中的，即所谓的分布式控制伺服驱动器。

目前最常见的系统采用分布式控制伺服驱动器实现多轴控制的系统架构。每个伺服驱动器都包含一个独立的整流单元、逆变单元和控制单元。上位控制器通过传统的配线方式将指令值分别下发给各个伺服驱动器。各伺服驱动器采集对应电机和编码器的反馈信号完成其对电机的控制。每个伺服驱动器之间的控制是完全独立的。该系统架构的缺点是：成本高，每个伺服驱动器都包含一个独立的整流单元、逆变单元和控制单元。配线复杂：上位控制器通过一组传统的配线与各个伺服驱动器进行连接。而每组配线中都包括命令脉冲信号，反馈脉冲信号，数字输入输出信号，命令模拟信号，反馈模拟信号等。扩展性差：每扩展一个伺服驱动器，就需要增加一组配线。而且可扩展的轴数受限于上位控制器的CPU性能和硬件的通道数目。无法实现多轴同步协调控制：由于各伺服驱动器之间的控制是完全独立的，其中的一个伺服驱动器无法知道其它伺服驱动器的状态信息，因而无法实现多轴同步控制和多轴协调控制。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种多轴一体伺服驱动器，包括：

整流单元；

逆变单元，其与所述整流单元电连接；

主控单元，其通信连接至所述逆变单元；

其中，所述主控单元的控制芯片被设置为通过高速实时工业以太网进而实现通信的FPGA模块和ARM模块。

优选的是，其中，所述整流单元实现交流电源到直流电源的转换。

优选的是，其中，所述逆变单元包括：

一功率板，其上设置有一直流母线端口以及多个智能功率模块与驱动电机接口，且所述多个智能功率模块均通过一直流母线并联进而连接至所述直流母线端口；

其中，各所述驱动电机接口均设置有一驱动电机，且各所述驱动电机均通过编码器反馈检测电机转子位置。

优选的是，其中，所述FPGA模块中设置有第一I/O端口，所述功率板中设置有与所述第一I/O端口电连接的第二I/O端口。

优选的是，其中，所述ARM模块通过高速实时工业以太网总线进而通信连接有一控制器模块。

优选的是，其中，所述ARM模块还通过USB接口通信连接有一上位机模块。