基于canopen總線的agv全數(shù)字交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種伺服電機(jī)的控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于CANOPEN總線的AGV全數(shù)字交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中的AGV小車的驅(qū)動常用有刷直流電機(jī)作為驅(qū)動動力，有刷直流電機(jī)因碳刷磨損快，從而導(dǎo)致AGV小車驅(qū)動及運(yùn)行的故障多，且有刷直流電機(jī)在工作時多為模擬量或脈沖控制，因此穩(wěn)定性差，頻繁的維護(hù)造成AGV小車壽命驟減。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種連接線路少、工作穩(wěn)定的基于CANOPEN總線的AGV全數(shù)字交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:基于CANOPEN總線的AGV全數(shù)字交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)，安裝在AGV小車上，包括主站，所述主站通過CANOPEN總線依次串聯(lián)有若干從站，各所述從站分別對應(yīng)連接有低壓交流伺服電機(jī)，在所述CANOPEN總線的連接終端連接有安全電阻；
[0005]所述主站包括AGV主控單元，所述AGV主控單元連接有CANOPEN總線通訊接口 ；
[0006]所述從站包括伺服驅(qū)動控制器、主控芯片和直流/交流逆變模塊，所述主控芯片上設(shè)有CANOPEN總線輸入引腳、CANOPEN總線輸出引腳、外部輸入引腳、電源連接引腳、編碼器連接引腳和連接所述低壓交流伺服電機(jī)的電機(jī)連接引腳。
[0007]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述AGV主控單元設(shè)置為單片機(jī)或PCL控制器，一個所述AGV主控單元最多可接63個所述從站。
[0008]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述CANOPEN總線的通訊速度最高為1M/S。
[0009]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述電源連接引腳連接24V的直流電壓。
[0010]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述CANOPEN總線輸入引腳包括輸入高電平引腳CAN_H、輸入低電平引腳CAN_L和安全地線引腳CAN_GND ;所述CANOPEN總線輸出引腳包括輸出高電平引腳CAN_H、輸出低電平引腳CAN_L和安全地線引腳CAN_GND ;所述外部輸入引腳包括啟動弓I腳5V_0N、復(fù)位弓I腳RESET和公共引腳COM ;所述電源連接弓I腳包括24V高電位引腳、OV高電位引腳和PE引腳；所述電機(jī)連接引腳包括U相引腳、V相引腳、W相引腳和數(shù)據(jù)輸出PE引腳。
[0011]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述安全電阻為220Ω。
[0012]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述低壓交流伺服電機(jī)的額定功率為70W，額定轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分。
[0013]由于采用了上述技術(shù)方案，基于CANOPEN總線的AGV全數(shù)字交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)，安裝在AGV小車上，包括主站，所述主站通過CANOPEN總線依次串聯(lián)有若干從站，各所述從站分別對應(yīng)連接有低壓交流伺服電機(jī)，在所述CANOPEN總線的連接終端連接有安全電阻；所述主站包括AGV主控單元，所述AGV主控單元連接有CANOPEN總線通訊接口 ；所述從站包括伺服驅(qū)動控制器、主控芯片和直流/交流逆變模塊，所述主控芯片上設(shè)有CANOPEN總線輸入引腳、CANOPEN總線輸出引腳、外部輸入引腳、電源連接引腳、編碼器連接引腳和連接所述低壓交流伺服電機(jī)的電機(jī)連接引腳；本實(shí)用新型的有益效果是:不同的從站分別用于控制AGV小車的左、右側(cè)的低壓交流伺服電機(jī)，AGV主控單元與伺服驅(qū)動控制器和主控芯片等均采用CANOPEN總線進(jìn)行通訊，使AGV小車的運(yùn)行速度和差速轉(zhuǎn)彎等指令通過CANOPEN總線通訊完成，同時低壓交流伺服電機(jī)實(shí)際速度也通過CANOPEN總線通訊反饋給AGV主控單元，實(shí)現(xiàn)AGV小車的精確控制，整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定，操作方便。
【附圖說明】
[0014]以下附圖僅旨在于對本實(shí)用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實(shí)用新型的范圍。其中:
[0015]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；
[0016]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例主控芯片的電路連接示意圖；
[0017]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例伺服驅(qū)動控制器的閉環(huán)控制示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。在下面的詳細(xì)描述中，只通過說明的方式描述了本實(shí)用新型的某些示范性實(shí)施例。毋庸置疑，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以認(rèn)識到，在不偏離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式對所描述的實(shí)施例進(jìn)行修正。因此，附圖和描述在本質(zhì)上是說明性的，而不是用于限制權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
[0019]如圖1所示，基于CANOPEN總線的AGV全數(shù)字交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)，安裝在AGV小車上，包括主站，所述主站通過CANOPEN總線依次串聯(lián)有若干從站，各所述從站分別對應(yīng)連接有低壓交流伺服電機(jī)，在所述CANOPEN總線的連接終端連接有安全電阻，所述安全電阻為220Ω，以保證整個網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行。為滿足使用所述低壓交流伺服電機(jī)的額定功率為70W，額定轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分。
[0020]本實(shí)施例的所述主站包括AGV主控單元，所述AGV主控單元連接有CANOPEN總線通訊接口，所述AGV主控單元設(shè)置為單片機(jī)或PCL控制器，一個所述AGV主控單元最多可接63個所述從站，所述CANOPEN總線的通訊速度最高為1M/S，以滿足伺服控制的需要。在AGV主控單元中設(shè)有CANOPEN BUILDER軟件，用其導(dǎo)入各從站的EDS文件，使用CANOPENBUILDER軟件對整個網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行組態(tài)，并且下載到AGV主控單元中，這樣在AGV主控單元中就可以讀取各從站的位移和速度的實(shí)際值，也可以寫入各從站的位移和速度的指令值，使整個系統(tǒng)控制異常簡單。
[0021]如圖2所示，所述從站包括伺服驅(qū)動控制器、主控芯片和直流/交流逆變模塊，所述主控芯片上設(shè)有CANOPEN總線輸入引腳、CANOPEN總線輸出引腳、外部輸入引腳、電源連接引腳、編碼器連接引腳和連接所述低壓交流伺服電機(jī)的電機(jī)連接引腳。所述CANOPEN總線輸入引腳包括輸入高電平引腳CAN_H、輸入低電平引腳CAN_L和安全地線引腳CAN_GND ；所述CANOPEN總線輸出引腳包括輸出高電平引腳CAN_H、輸出低電平引腳CAN_L和安全地線引腳CAN_GND ;所述外部輸入引腳包括啟動引腳5V_0N、復(fù)位引腳RESET和公共引腳COM ;所述電源連接引腳包括24V高電位引腳、OV高電位引腳和PE引腳；所述電機(jī)連接引腳包括U相引腳、V相引腳、W相引腳和數(shù)據(jù)輸出PE引腳，所述電源連接引腳連接24V的直流電壓。
[0022]所述直流/交流逆變模塊為本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員，在此不再詳述，所述直流/交流逆變模塊可以把直流電池的直流電逆變成交流電供低壓交流伺服電機(jī)使用，低壓交流伺服電機(jī)的軸端安裝有編碼器，該編碼器可以設(shè)置為增量式光電編碼器，也可以設(shè)置為旋轉(zhuǎn)變壓器，編碼器將信號反饋到主控芯片，與AGV主控單元給定的信號比較，經(jīng)PID運(yùn)算，構(gòu)成閉環(huán)控制，控制低壓交流伺服電機(jī)的速度和位置。從站也設(shè)有CANOPEN總線接口，低壓交流伺服電機(jī)的控制信號由AGV主控單元通過CANOPEN總線給定。
[0023]如圖3所示，伺服驅(qū)動控制器為一個獨(dú)立的控制單元，當(dāng)給定量隨機(jī)變化時，系統(tǒng)能使被控量無誤地跟蹤并復(fù)現(xiàn)給定量，給定量可能是角位移或直線位移。所以，位置控制必然是一個反饋控制系統(tǒng)，組成位置控制回路，即位置環(huán)，它處于系統(tǒng)最外環(huán)，包括:位置控制器、速度控制器、功率變換器、低壓交流伺服電機(jī)等。速度控制的給定量通常為恒值，不管外界擾動的情況如何，希望輸出量能夠穩(wěn)定，因此系統(tǒng)的抗擾性能就顯得十分重要。而位置控制系統(tǒng)中的位置指令是經(jīng)常變化的，是一個隨機(jī)變量，要求輸出量準(zhǔn)確跟蹤給定量的變化。輸出響應(yīng)的快速性、靈活性、準(zhǔn)確性成了位置控制系統(tǒng)的主要特征，也就是說，系統(tǒng)的跟隨性成為主要指標(biāo)。在位置控制系統(tǒng)中的輸入端加入位置給定信號，而位置控制器的輸出端即速度指令信號，伺服電動機(jī)即按速度指令運(yùn)轉(zhuǎn)。所以，只要在速度控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上再加上一個位置外環(huán)就構(gòu)成了位置控制系統(tǒng)了。進(jìn)一步提高了 AGV小車運(yùn)行的可靠、穩(wěn)定性。
[0024]本實(shí)用新型不同的從站分別用于控制AGV小車的左、右側(cè)的低壓交流伺服電機(jī)，AGV主控單元與伺服驅(qū)動控制器和主控芯片等均采用CANOPEN總線進(jìn)行通訊，使AGV小車的運(yùn)行速度和差速轉(zhuǎn)彎等指令通過CANOPEN總線通訊完成，同時低壓交流伺服電機(jī)實(shí)際速度也通過CANOPEN總線通訊反饋給AGV主控單元，實(shí)現(xiàn)AGV小車的精確控制，整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定，操作方便。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于CANOPEN總線的AGV全數(shù)字交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)，安裝在AGV小車上，其特征在于:包括主站，所述主站通過CANOPEN總線依次串聯(lián)有若干從站，各所述從站分別對應(yīng)連接有低壓交流伺服電機(jī)，在所述CANOPEN總線的連接終端連接有安全電阻； 所述主站包括AGV主控單元，所述AGV主控單元連接有CANOPEN總線通訊接口 ； 所述從站包括伺服驅(qū)動控制器、主控芯片和直流/交流逆變模塊，所述主控芯片上設(shè)有CANOPEN總線輸入引腳、CANOPEN總線輸出引腳、外部輸入引腳、電源連接弓I腳、編碼器連接弓I腳和連接所述低壓交流伺服電機(jī)的電機(jī)連接引腳。
2.如權(quán)利要求1所述的基于CANOPEN總線的AGV全數(shù)字交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于:所述AGV主控單元設(shè)置為單片機(jī)或PCL控制器，一個所述AGV主控單元最多可接63個所述從站。
3.如權(quán)利要求2所述的基于CANOPEN總線的AGV全數(shù)字交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于:所述CANOPEN總線的通訊速度最高為1M/S。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的基于CANOPEN總線的AGV全數(shù)字交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于:所述電源連接引腳連接24V的直流電壓。
5.如權(quán)利要求4所述的基于CANOPEN總線的AGV全數(shù)字交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于:所述CANOPEN總線輸入引腳包括輸入高電平引腳CAN_H、輸入低電平引腳CAN_L和安全地線引腳CAN_GND ； 所述CANOPEN總線輸出引腳包括輸出高電平引腳CAN_H、輸出低電平引腳CAN_L和安全地線引腳CAN_GND ； 所述外部輸入引腳包括啟動引腳5V_0N、復(fù)位引腳RESET和公共引腳COM ； 所述電源連接引腳包括24V高電位引腳、OV高電位引腳和PE引腳； 所述電機(jī)連接引腳包括U相引腳、V相引腳、W相引腳和數(shù)據(jù)輸出PE引腳。
6.如權(quán)利要求1所述的基于CANOPEN總線的AGV全數(shù)字交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于:所述安全電阻為220 Ω。
7.如權(quán)利要求1所述的基于CANOPEN總線的AGV全數(shù)字交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于:所述低壓交流伺服電機(jī)的額定功率為70W，額定轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于CANOPEN總線的AGV全數(shù)字交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)，包括主站、CANOPEN總線、從站、低壓交流伺服電機(jī)和安全電阻；主站包括AGV主控單元和CANOPEN總線通訊接口；從站包括伺服驅(qū)動控制器、主控芯片和直流/交流逆變模塊；不同的從站分別用于控制AGV小車的左、右側(cè)的低壓交流伺服電機(jī)，AGV主控單元與伺服驅(qū)動控制器和主控芯片等均采用CANOPEN總線進(jìn)行通訊，使AGV小車的運(yùn)行速度和差速轉(zhuǎn)彎等指令通過CANOPEN總線通訊完成，同時低壓交流伺服電機(jī)實(shí)際速度也通過CANOPEN總線通訊反饋給AGV主控單元，實(shí)現(xiàn)AGV小車的精確控制，整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定，操作方便。
【IPC分類】H02P5-74, B60L15-32
【公開號】CN204383200
【申請?zhí)枴緾N201520026719
【發(fā)明人】雷鈞, 張文平
【申請人】十堰金海源實(shí)業(yè)有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年1月15日