[发明专利]一种紧凑型多轴驱控堆叠结构

说明书

本发明提出一种紧凑型多轴驱控堆叠结构，由中央控制板、前端板和多个放大器模块组成。中央控制板和前端板均为多边形，彼此之间平行堆叠，通过结构件固定，通过连接器传递电信号。放大器模块作为一个整体，通过结构件依次固定在中央控制板和前端板多边形边上，通过总线通讯接口和上层中央控制板进行电信号连接，通过功率接口和下层前端板进行电信号连接，两个接口均为硬连接形式。各放大器模块接收来自于中央控制板的控制信息，拖动一台或多台电机运行，根据需要实现一台或多台电机的原本由中央控制板实现的部分控制功能。该紧凑型多轴驱控堆叠结构采用模块化设计，给客户提供配置灵活度和维护便利度，同时功率密度高，能够简化客户配线。

技术领域

本发明涉及一种多电机传动轴运动控制器堆叠结构，具体说是一种紧凑型多轴驱控堆叠结构。

背景技术

机械设备尤其是大型机械设备，通常包含多个电机传动轴，运动控制器用于控制多轴之间的协调动作，与电机轴数匹配的驱动器用于拖动电机完成指令动作。

现有技术中，传统多轴驱控方式如图1所示，一个运动控制器控制多台驱动器，一台驱动器拖动一台或多台电机完成指令动作。运动控制器以及每台驱动器之间需要互连的通讯电缆，互连的供电电缆，共母线电缆等等。该方式的优势是模块化结构，轴数、驱动器功率可以根据客户需求灵活配置，维护便利，劣势也很明显：占用客户电柜较大安装空间，互连电缆大大增加了配线复杂度和配线成本。

现有技术，针对图1公开的多轴驱控方式的缺点进行了改进，形成了常用的多轴驱控堆叠结构，如图2所示。这种多轴驱控堆叠结构将运动控制器、多台驱动器集中在一起，形成多轴驱控堆叠，通常由控制板、功率板、散热器组成。控制板集成运动控制器功能和多台电机的控制功能。功率板集成整流功能、母线支撑功能、多台电机的部分控制功能，以及多台电机的驱动功能，功率板既可以接收控制板发出的速度指令或电流指令，实现速度控制或电流放大，驱动多台电机完成指令动作，也可以是单纯的执行机构，接收控制板发出的PWM信号，驱动多台电机完成指定动作。散热器用于给功率板上的发热功率器件散热。多轴驱控堆叠能够在一定程度上缩小客户电柜安装空间，省去轴与轴之间的互连电缆，降低配线复杂度和配线成本。但该堆叠结构也存在劣势：维护不方便，由于集中设计，任何一根轴出现故障需要更换集中式电路板，且不是模块化设计，不能根据客户需求灵活配置轴数和轴功率。同时，该堆叠结构中功率板往往面积最大，控制板和散热器面积远小于功率板，因此该堆叠结构造成系统空间利用率低，功率密度不高。

发明内容

本发明的目的在于，针对传统多轴驱控方式和常用多轴驱控堆叠结构的缺点，克服现有技术存在的缺陷，提出了一种紧凑型多轴驱控堆叠结构。其功率密度高，能够最大限度减少客户电柜安装空间。采用模块化堆叠结构，能够根据客户需求以放大器模块灵活配置拖动电机的数量和功率，方便于维护。

本发明提出的紧凑型多轴驱控堆叠结构，由中央控制板、前端板和多个放大器模块组成。中央控制板是整个堆叠的控制核心，集成有多台电机的控制功能，同时可以根据需要集成运动控制器功能。前端板具备整流功能和母线支撑功能，为整个堆叠提供稳定的直流母线。各放大器模块接收来自于中央控制板的控制信息，拖动一台或多台电机运行，也可以根据需要实现一台或多台电机的原本由中央控制板实现的部分控制功能。中央控制板和前端板均为多边形，彼此之间平行堆叠，通过结构件固定，通过连接器传递电信号。放大器模块作为一个整体，通过结构件依次固定在中央控制板和前端板多边形边上，通过总线通讯接口和上层中央控制板进行电信号连接，通过功率接口和下层前端板进行电信号连接，两个接口均为硬连接形式。