Scara伺服控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種伺服控制系統(tǒng)，特別涉及一種SCARA伺服控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]控制系統(tǒng)在SCARA機器人研究和運用中占有舉足輕重的地位，SCARA機器人控制系統(tǒng)由四個電機的伺服控制系統(tǒng)組合而成，現(xiàn)在研究領域和市場上出現(xiàn)的SCARA機器人伺服控制系統(tǒng)中分別是伺服模塊、功率模塊和電源模塊拼湊在一起，且每個伺服單元只能控制一臺電機。這種控制系統(tǒng)導致控制器體積大、結(jié)構(gòu)復雜、可靠性低、通用性差?，F(xiàn)在每一款SCARA機器人的研制都要重新設計相應的伺服控制系統(tǒng)，耗費大量的人力物力，嚴重制約了SCARA機器人的發(fā)展。這是本申請需要著重改善的地方。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是要提供一種伺服集中驅(qū)動器能同時控制多個電機運行的SCARA伺服控制系統(tǒng)。
[0004]為了解決以上的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種SCARA伺服控制系統(tǒng)，該伺服控制系統(tǒng)僅包括一個伺服集中驅(qū)動器，該伺服集中驅(qū)動器接收外部的指令及電機的反饋信號，經(jīng)處理產(chǎn)生PWM控制信號，輸出控制至少一臺電機的協(xié)同運行。
[0005]所述伺服集中驅(qū)動器包括控制主電路、信號處理模塊、電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、位置傳感器解碼電路和溫度采集與控制模塊，控制主電路與信號處理模塊雙向連接，接收外部的指令，控制主電路與位置傳感器解碼電路連接，接收電機的位置信號，控制主電路經(jīng)處理產(chǎn)生PWM控制信號，輸出控制至少一臺電機的協(xié)同運行，每個電機所接收到的脈沖或QEP信號相互獨立互不干擾。
[0006]所述位置傳感器解碼電路對電機傳感器反饋的位置信號或速度信號進行解碼，并把解碼后的信號傳遞給控制主電路。
[0007]所述控制主電路為產(chǎn)生1-24路PWM信號的芯片，或由多片芯片構(gòu)成的主電路。
[0008]所述產(chǎn)生1-24路PWM信號的芯片為英飛凌芯片。
[0009]所述多片芯片為DSP芯片。
[0010]所述溫度采集與控制模塊與控制主電路雙向連接，溫度采集與控制模塊接收溫度傳感器傳輸?shù)臏囟刃盘柌⒔獯a，將接收的溫度信號傳遞給控制主電路，并根據(jù)控制主電路的指令對控制系統(tǒng)進行加熱。
[0011]所述信號處理模塊與外部通訊模塊連接，接收通訊線路傳輸?shù)男盘?，并把接收的信號傳遞給控制主電路。
[0012]所述電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)與外部電源模塊連接，將接收的電源電壓轉(zhuǎn)換成控制主電路所需的電壓值，可接受的電壓范圍為3.3V到15V之間。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)越功效在于:
1)本發(fā)明的SCARA伺服控制系統(tǒng)，能達到實現(xiàn)一個伺服集中驅(qū)動器能同時控制多個電機的功能，而且可操作性強，搭建簡單；
2)本發(fā)明具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、通用性強的優(yōu)點；
3)本發(fā)明能滿足航天航空和深海探測等極端環(huán)境的要求，SCARA伺服控制系統(tǒng)的組裝效率高。
【附圖說明】
[0014]構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
圖1為本發(fā)明實施例一的電路原理框圖；
圖2為本發(fā)明實施例二的電路原理框圖；
圖3為本發(fā)明實施例三的電路原理框圖；
圖4為本發(fā)明實施例四的電路原理框圖；
圖中標號說明
I一外部通訊模塊；2—伺服集中驅(qū)動器；
3—信號處理模塊；4一控制主電路；
5—功率模塊1 ;6—功率模塊2 ;
7一電機1 ;8一電機2 ；
9一電機3 ；10一外部電源模塊；
II一電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)；12—位置傳感器解碼電路；
13—功率模塊4 ;14一功率模塊3 ;
15—電機4 ；16一溫度傳感器；
17—溫度采集與控制模塊。
【具體實施方式】
[0015]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。
[0016]下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的實施例。
[0017]實施例一:
圖1示出了本發(fā)明實施例一的電路原理框圖。如圖1所示，本發(fā)明提供了一種SCARA伺服控制系統(tǒng)，外部電源模塊10向由信號處理模塊3、電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)11、控制主電路4、位置傳感器解碼電路12構(gòu)成的伺服集中驅(qū)動器2提供電源，外部通訊模塊1向伺服集中驅(qū)動器2發(fā)送控制指令，通過未圖示的電機的位置傳感器將電機轉(zhuǎn)速信號傳遞給位置傳感器解碼電路12，通過信號解碼將信號傳遞給伺服集中驅(qū)動器2，伺服集中驅(qū)動器2對外部發(fā)送的指令和反饋的轉(zhuǎn)速進行分析和PID運算，從而產(chǎn)生24路PWM控制信號同時控制電機7、電機8、電機9和電機15運行，在實際控制中伺服集中驅(qū)動器2根據(jù)外部通訊模塊1的指令，調(diào)節(jié)電機7、電機8、電機9和電機15的運行情況，使電機7、電機8、電機9和電機15協(xié)同運轉(zhuǎn)，電機7、電機8、電機9和電機15所接收到的脈沖或QEP信號相互獨立互不干擾。溫度傳感器16會把采集的溫度信號傳遞給溫度采集與控制模塊17，進而傳遞給控制主電路4，控制主電路4對溫度信息進行分析，溫度過低時給溫度采集與控制模塊發(fā)送指令，使其對伺服集中驅(qū)動器2加熱，以維持正常工作溫度。
[0018]外部通訊模塊1采用RS23、RS485、RS422和CAN通訊方式。
[0019]外部電源模塊2采用能夠提供3.3V-15V之間的直流電流，如開關(guān)電源。
[0020]信號處理模塊3采用如MAX3232通訊芯片構(gòu)成的功能電路。
[0021]電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)11采用電源轉(zhuǎn)換芯片，如TP7333電源轉(zhuǎn)換芯片組成的功能電路。
[0022]控制主電路4采用一塊英飛凌芯片構(gòu)成主控制電路實現(xiàn)伺服模塊系統(tǒng)控制多臺電機的功能，也可以采用多塊芯片構(gòu)成的主電路實現(xiàn)控制多臺電機功能，如DSP等類似的芯片。
[0023]溫度傳感器16采集控制系統(tǒng)的溫度，并將溫度信號反饋給溫度采集與控制模塊17。
[0024]溫度采集與控制模塊17接收溫度傳感器16傳輸?shù)臏囟刃盘柌⒔獯a，將接受的溫度信號傳遞給控制主電路4，并根據(jù)控制主電路4的指令對控制系統(tǒng)進行加熱。
[0025]位置傳感器解碼電路12是針對霍爾或旋轉(zhuǎn)變壓器反饋的位置或速度信號進行解碼，可以采用AD2S1210、ADS1205實現(xiàn)解碼電路。
[0026]功率模塊1-4實現(xiàn)PWM控制信號對電機的控制，采用IPM等功率模塊構(gòu)成的功能電路。
[0027]實施例二:
圖2示出了本發(fā)明實施例二的電路原理框圖。如圖2所示，本發(fā)明提供了一種SCARA伺服控制系統(tǒng)，外部電源模塊10向由信號處理模塊3、電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)11、控制主電路4、位置傳感器解碼電路12構(gòu)成的伺服集中驅(qū)動器2提供電源，外部通訊模塊1向伺服集中驅(qū)動器2發(fā)送控制指令，通過未圖示的電機的位置傳感器將電機轉(zhuǎn)速信號傳遞給位置傳感器解碼電路12，通過信號解碼將信號傳遞給伺服集中驅(qū)動器2，伺服集中驅(qū)動器2對外部發(fā)送的指令和反饋的轉(zhuǎn)速進行分析和PID運算，從而產(chǎn)生18路PWM控制信號同時控制電機7、電機8和電機14運行，在實際控制中伺服集中驅(qū)動器2根據(jù)外部通訊模塊1的指令，調(diào)節(jié)電機7、電機8和電機9的運行情況，使電機7、電機8和電機9協(xié)同運轉(zhuǎn)，電機7、電機8和電機9所接收到的脈沖或QEP信號相互獨立互不干擾。溫度傳感器16會把采集的溫度信號傳遞給溫度采集與控制模塊17，進而傳遞給控制主電路4，控制主電路4對溫度信息進行分析，溫度過低時給溫度采集與控制模塊17發(fā)送指令，使其對伺服集中驅(qū)動器2加熱，以維持正常工作溫度。
[0028]外部通訊模塊1采用RS23、RS485、RS422和CAN通訊方式。
[0029]外部電源模塊2采用能夠提供3.3V-15V之間的直流電流，比如開關(guān)電源。
[0030]信號處理模塊3采用如MAX3232通訊芯片構(gòu)成的功能電路。
[0031]電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)11采用電源轉(zhuǎn)換芯片如TP7333電源轉(zhuǎn)換芯片組成的功