專利名稱：伺服驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種伺服驅(qū)動裝置，更具體地說，涉及一種驅(qū)動交流電機的伺服驅(qū)動裝置。
背景技術(shù)：
伺服驅(qū)動裝置在許多高科技領(lǐng)域上都得到了廣泛的應用，如數(shù)控機床、機器人、包裝設備、雷達、軍用武器隨動系統(tǒng)、航空航天以及變頻器等眾多領(lǐng)域中。隨著各個領(lǐng)域的飛速發(fā)展，對伺服驅(qū)動裝置的要求也日益嚴格，不同的應用環(huán)境對伺服驅(qū)動裝置的性能要求也不盡相同。現(xiàn)有的交流永磁同步伺服電機和編碼器在伺服驅(qū)動裝置中得到了廣泛的應用。在對電機的控制過程中，包括電機的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向，輸出電流及轉(zhuǎn)子位置以及人機界面在內(nèi)所必需的控制算法都應該在高性能微處理器里完成，這對微處理器的性能提出更高的要求，為了滿足伺服驅(qū)動裝置控制的高實時性的要求，大容量內(nèi)存空間、豐富外設功能及穩(wěn)定可靠的性能。因此，提供一種具備新型微處理器的伺服裝置成為了迫切需要解決的問題。
實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種性能穩(wěn)定、 能夠外接多種功能模塊的伺服驅(qū)動裝置。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種伺服驅(qū)動裝置，所述伺服驅(qū)動裝置連接有電機，且所述伺服驅(qū)動裝置與所述電機均連接有電源模塊，所述伺服驅(qū)動裝置包括用于控制電機轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向，輸出電流及轉(zhuǎn)子位置的微處理器，所述微處理器設置有多個用于接入各種功能模塊的接口。在本實用新型所述的伺服驅(qū)動裝置中，所述微處理器還設置有相互連接的用于控制電機轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向，輸出電流及轉(zhuǎn)子位置的事件管理單元和通過所述接口連接所述功能模塊的中央處理單元；所述接口包括數(shù)字輸入輸出接口和串行外設接口 ；所述微處理器還設置有與所述事件管理單元連接的通訊模塊。在本實用新型所述的伺服驅(qū)動裝置中，所述伺服驅(qū)動裝置還包括整流逆變模塊， 所述電源模塊通過所述整流逆變模塊向電機與微處理器供電。在本實用新型所述的伺服驅(qū)動裝置中，所述整流逆變模塊包括用于向所述微處理器供電的整流濾波單元及用于將所述整流濾波單元輸出的電流逆變后供應給所述電機的逆變單元，所述逆變單元通過光電耦合模塊與所述微處理器相連。在本實用新型所述的伺服驅(qū)動裝置中，所述伺服驅(qū)動裝置還包括電流采樣信號調(diào)理模塊，所述電流采樣信號調(diào)理模塊連接所述電機，并通過所述通訊模塊與所述事件管理單元連接。[0013]在本實用新型所述的伺服驅(qū)動裝置中，所述電機設置有用于獲取轉(zhuǎn)子位置信息的增量式編碼器，所述增量式編碼器上設置有編碼器接口 ；所述伺服驅(qū)動裝置還包括復雜可編程邏輯器件CPLD單元，所述CPLD單元通過所述編碼器接口連接增量式編碼器，并通過通訊模塊連接所述事件管理單元。在本實用新型所述的伺服驅(qū)動裝置中，所述功能模塊包括外部存儲模塊，所述外部存儲模塊通過所述串行外設接口連接所述中央處理單元。在本實用新型所述的伺服驅(qū)動裝置中，所述功能模塊包括鍵盤顯示模塊與故障檢測模塊，所述鍵盤顯示模塊與故障檢測模塊分別通過所述數(shù)字輸入輸出接口連接所述中央處理單元，所述故障檢測模塊連接整流逆變模塊。在本實用新型所述的伺服驅(qū)動裝置中，所述電機為交流伺服電機。在本實用新型所述的伺服驅(qū)動裝置中，所述交流伺服電機為交流永磁同步伺服電機。本實用新型一種的有益效果為本實用新型的伺服驅(qū)動裝置設置多接口的微處理器，可以接入多種功能模塊，同時能夠接入外部存儲設備，增大其存儲容量；所述微處理器用于控制電機轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向，輸出電流及轉(zhuǎn)子位置，接收電機的反饋信號并對其相應地進行控制，與電機形成一個閉環(huán)控制，性能穩(wěn)定。

下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中圖1是根據(jù)本實用新型伺服驅(qū)動裝置一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。本實用新型的伺服驅(qū)動裝置用于驅(qū)動電機7轉(zhuǎn)動，并對電機7的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向，輸出電流及轉(zhuǎn)子位置進行控制，伺服驅(qū)動裝置連接電機7，并且有電源模塊9分別連接伺服驅(qū)動裝置與電機7。伺服驅(qū)動裝置包括用于控制電機7轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向，輸出電流及轉(zhuǎn)子位置的微處理器1，微處理器1設置有多個接口，用于接入各種功能模塊。本實施例的微處理器的編輯語言可采用C語言與匯編語言混合編寫，方便維護、升級。本實施例采用的微處理器為英飛凌單片機，型號為XE164，但不限于本實施例選用的產(chǎn)品和型號。此外，本實用新型中的電機7為交流伺服電機；優(yōu)選的是采用交流永磁同步伺服電機。微處理器還設置有事件管理單元10、中央處理單元11和通訊模塊12。事件管理單元10用于控制電機7轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向、輸入電流及轉(zhuǎn)子位置；中央處理單元11連接功能模塊并用于處理功能模塊上傳的數(shù)據(jù)并對其做出反饋，中央處理單元11通過接口與功能模塊相連接；中央處理單元11與事件處理單元10相連；接口包括數(shù)字輸入輸出接口(數(shù)字IO接口)和串行外設接口(SPI接口)；功能模塊包括外部存儲模塊4、鍵盤顯示模塊5、故障檢測模塊6等。[0028]通訊模塊12與事件管理單元10連接，用于電機7與微處理器1間的信息交換。通訊模塊12設置有正交編碼脈沖通道(QEP通道)和用于模數(shù)轉(zhuǎn)換通道(AD通道)。電機7與電源模塊9之間設置有整流逆變模塊8，整流逆變模塊8包括整流濾波單元81與逆變單元，將市電的實現(xiàn)一個“交流-直流-交流”轉(zhuǎn)變，即整流濾波再進行逆變的過程，從而形成適合于電機7的電流。同時整流濾波單元81與微處理器1相連，將經(jīng)過整流濾波而未經(jīng)逆變的電壓供給微處理器1。本實施例供給微處理器1的電壓為正5V，大大簡化了供電方式。整流逆變模塊8的逆變單元82通過光電耦合模塊13直接與微處理器1中的事件管理單元10相連。事件管理單元10輸出脈沖寬度調(diào)制PWM信號，該信號通過光電耦合模塊13直接進入逆變單元塊82，改變逆變單元82的電流轉(zhuǎn)換機制，從而改變輸出給電機7的電流，從而改變電機7運行時的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)向。電機7在運行過程中會產(chǎn)生輸入電流的反饋信號。因此，伺服驅(qū)動裝置還包括用于采集該反饋信號的電流采樣信號調(diào)理模塊2，電流采樣信號調(diào)理模塊2采集到反饋信號后，通過通訊模塊12上的AD通道將該反饋信號傳輸給事件管理單元10。事件處理單元10 對反饋信號進行分析處理，并相應地發(fā)出PWM信號，通過光電耦合模塊13發(fā)送給逆變單元 82，從而對輸入的電流進行調(diào)整。電機7在運行過程中會產(chǎn)生轉(zhuǎn)子位置的反饋信號。電機7設置有用于獲取轉(zhuǎn)子位置信息的增量式編碼器71，增量式編碼器71上設置有編碼器接口 ；同時，伺服驅(qū)動裝置還包括復雜可編程邏輯器件CPLD單元3，CPLD單元3通過編碼器接口連接增量式編碼器71， 并通過通訊模塊12的QEP通道連接事件管理單元10。CPLD單元從增量式編碼器71獲取轉(zhuǎn)子位置信息后，通過QEP通道傳輸給事件管理單元10 ；事件管理單元10對轉(zhuǎn)子位置信息進行分析處理后，如需調(diào)整轉(zhuǎn)子位置，事件管理單元10通過QEP通道將調(diào)整信號發(fā)送給CPLD 單元3，CPLD單元3通過編碼器接口反饋給增量式編碼器71，從而實現(xiàn)對電機7的控制。伺服驅(qū)動裝置還設置有外部存儲模塊4和鍵盤顯示模塊5，外部存儲模塊4通過 SPI接口連接中央處理單元11，鍵盤顯示模塊5通過數(shù)字IO接口連接中央處理單元11。事件管理單元10對電機7的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向、輸出電流及轉(zhuǎn)子位置等進行控制調(diào)整之后，將控制參數(shù)上傳至中央處理單元11，中央處理單元11對上傳的控制參數(shù)在鍵盤顯示模塊12進行顯示，并可通過鍵盤顯示模塊12進行按鍵操作來輸入數(shù)據(jù)或執(zhí)行操作命令，該數(shù)據(jù)或命令回傳給中央處理單元11，中央處理單元11將其傳輸給事件管理單元進行分析處理，并相應地控制調(diào)整電機7的運行；最終中央處理單元11將最優(yōu)的控制參數(shù)發(fā)送給外部存儲模塊4進行保存。伺服驅(qū)動裝置還設置有故障檢測模塊6，故障檢測模塊6通過數(shù)字IO接口連接中央處理單元11。故障檢測模塊6連接直流濾波單元81，并對其進行檢測，當電源模塊9工作異常時，故障檢測模塊6會從直流濾波單元81檢測到一個異常信號，故障檢測模塊6將該異常信號上傳給中央處理單元11，中央處理單元11對報警信號進行分析處理，并將對事件管理單元10發(fā)出停止信號，事件管理單元10收到停止信號后控制電機7使其停止工作。本實用新型的伺服驅(qū)動裝置接入的功能模塊不限于上述三種，可根據(jù)實際情況進行相應地增減。本實用新型的伺服驅(qū)動裝置設置多接口且高性能的微處理器1，通過接口可以接入多種功能模塊，充分利用微處理器1的性能；同時微處理器1也能夠接入外部存儲設備， 增大其存儲容量；所述微處理器1用于控制電機轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向，輸出電流及轉(zhuǎn)子位置，接收電機的反饋信號并對其相應地進行控制，與電機形成一個閉環(huán)控制，性能穩(wěn)定。 雖然本實用新型是通過具體實施例進行說明的，本領(lǐng)域技術(shù)人員應當明白，在不脫離本實用新型范圍的情況下，還可以對本實用新型進行各種變換及等同替代。另外，針對特定情形或材料，可以對本實用新型做各種修改，而不脫離本實用新型的范圍。因此，本實用新型不局限于所公開的具體實施例，而應當包括落入本實用新型權(quán)利要求范圍內(nèi)的全部實施方式。
權(quán)利要求1.一種伺服驅(qū)動裝置，所述伺服驅(qū)動裝置連接有電機(7)，且所述伺服驅(qū)動裝置與所述電機(7)均連接有電源模塊(9)，其特征在于，所述伺服驅(qū)動裝置包括用于控制電機(7) 轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向，輸出電流及轉(zhuǎn)子位置的微處理器(1)，所述微處理器(1)設置有多個用于接入各種功能模塊的接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服驅(qū)動裝置，其特征在于，所述微處理器(1)還設置有相互連接的用于控制電機(7)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向，輸出電流及轉(zhuǎn)子位置的事件管理單元(10)和通過所述接口連接所述功能模塊的中央處理單元(11)；所述接口包括數(shù)字輸入輸出接口和串行外設接口；所述微處理器還設置有與所述事件管理單元連接的通訊模塊(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的伺服驅(qū)動裝置，其特征在于，所述伺服驅(qū)動裝置還包括整流逆變模塊(8)，所述電源模塊通過所述整流逆變模塊(8)向電機C3)與微處理器(1)供電。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的伺服驅(qū)動裝置，其特征在于，所述整流逆變模塊(8)包括用于向所述微處理器(1)供電的整流濾波單元(81)及用于將所述整流濾波單元輸出的電流逆變后供應給所述電機(3)的逆變單元(82)，所述逆變單元(8 通過光電耦合模塊(13)與所述微處理器(1)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的伺服驅(qū)動裝置，其特征在于，所述伺服驅(qū)動裝置還包括電流采樣信號調(diào)理模塊O)，所述電流采樣信號調(diào)理模塊( 連接所述電機(7)，并通過所述通訊模塊(1 與所述事件管理單元(10)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的伺服驅(qū)動裝置，其特征在于，所述電機(7)設置有用于獲取轉(zhuǎn)子位置信息的增量式編碼器(71)，所述增量式編碼器(71)上設置有編碼器接口 ；所述伺服驅(qū)動裝置還包括復雜可編程邏輯單元CPLD單元(3)，所述CPLD單元(3)通過所述編碼器接口連接增量式編碼器(71)，并通過通訊模塊(1 連接所述事件管理單元 (10)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的伺服驅(qū)動裝置，其特征在于，所述功能模塊包括外部存儲模塊G)，所述外部存儲模塊通過所述串行外設接口連接所述中央處理單元(11)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的伺服驅(qū)動裝置，其特征在于，所述功能模塊包括鍵盤顯示模塊(5)與故障檢測模塊(6)，所述鍵盤顯示模塊( 與故障檢測模塊(6)分別通過所述數(shù)字輸入輸出接口連接所述中央處理單元(11)，所述故障檢測(6)模塊連接整流逆變模塊(8)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 8任意一項所述的伺服驅(qū)動裝置，其特征在于，所述電機(7)為交流伺服電機。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的伺服驅(qū)動裝置，其特征在于，所述交流伺服電機為交流永磁同步伺服電機。
專利摘要本實用新型公開了一種伺服驅(qū)動裝置，所述伺服驅(qū)動裝置連接有電機，且所述伺服驅(qū)動裝置與所述電機均連接有電源模塊，所述伺服驅(qū)動裝置包括用于控制電機轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向，輸出電流及轉(zhuǎn)子位置的微處理器，所述微處理器設置有多個用于接入各種功能模塊的接口。本實用新型的伺服驅(qū)動裝置性能穩(wěn)定、能夠外接多種功能模塊。
文檔編號H02P6/08GK202309596SQ20112035242
公開日2012年7月4日 申請日期2011年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月20日
發(fā)明者侯毅, 孫文鋒, 麻文興 申請人:深圳市億芯智控科技有限公司