專利名稱：采用單主控芯片控制多臺(tái)伺服電機(jī)的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型提供一種采用單主控芯片控制多臺(tái)伺服電機(jī)的控制裝置，屬于自動(dòng)化、伺服傳動(dòng)系統(tǒng)的控制設(shè)備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，傳統(tǒng)的數(shù)字伺服傳動(dòng)裝置，都是采用一組控制裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)一臺(tái)伺服電機(jī)的控制，以實(shí)現(xiàn)該組伺服電機(jī)的自動(dòng)化控制，當(dāng)被控制對(duì)象是多臺(tái)伺服電機(jī)時(shí)，即我們通常說(shuō)的多軸控制方式時(shí)，有多少臺(tái)伺服電機(jī)，就要相應(yīng)配置多少套伺服控制裝置.這種控制方式，成本高、體積大，系統(tǒng)的可靠性和效率都受到影響.

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種采用單主控芯片控制多臺(tái)伺服電機(jī)的控制裝置，本實(shí)用新型由主控芯片U1，接口電路1、2、3、N，線接收電路1、2和其他功能模塊四部分組成，一塊主控芯片U1與接口電路、線接收電路和其他功能模塊相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)多臺(tái)伺服電機(jī)的獨(dú)立控制或者協(xié)調(diào)控制，可充分利用主控制芯片U1的數(shù)據(jù)處理能力和脈寬調(diào)制(PWM)外圍接口，以不同的控制方式分別控制類型不同的多臺(tái)伺服電機(jī)，控制精度高、穩(wěn)定性好。具有成本低、體積小的優(yōu)點(diǎn).可廣泛應(yīng)用于機(jī)械、紡織、電子、印刷、冶金、石油、化工、輕工、包裝等自動(dòng)化領(lǐng)域。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，其技術(shù)方案是在控制系統(tǒng)中，采用了一個(gè)由主控芯片、接口電路、線接收電路和其他功能模塊四部分組成的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)包括主控芯片U1、接口電路、線接收電路和其他功能模塊，與驅(qū)動(dòng)模塊1、2、3、N和編碼器1、2相連。其特征在于采用一塊主控芯片U1與接口電路、線接收電路和其他功能模塊相連，通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊和編碼器模塊連接伺服電機(jī)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)多臺(tái)伺服電機(jī)的控制，在多臺(tái)伺服電機(jī)中，有兩臺(tái)伺服電機(jī)(伺服電機(jī)1和伺服電機(jī)2)，可以完全獨(dú)立地進(jìn)行控制，分別實(shí)現(xiàn)各自的速度環(huán)和位置環(huán)，其它多臺(tái)伺服電機(jī)，實(shí)現(xiàn)開(kāi)環(huán)控制，可以根據(jù)伺服電機(jī)1和伺服電機(jī)2的運(yùn)行參數(shù)實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)控制。伺服電機(jī)1類型可以是各類交流伺服電機(jī)，伺服電機(jī)2、伺服電機(jī)3直到伺服電機(jī)n，可以是無(wú)刷直流電機(jī)、永磁同步電機(jī)或直流伺服電機(jī)。(見(jiàn)圖1)采用本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和效果本實(shí)用新型其特征在于采用一塊主控芯片實(shí)現(xiàn)多臺(tái)伺服電機(jī)的獨(dú)立控制或者協(xié)調(diào)控制，可充分利用主控制芯片U1的數(shù)據(jù)處理能力和脈寬調(diào)制(PWM)外圍接口，以不同的控制方式分別控制類型不同的多臺(tái)伺服電機(jī)，其中兩臺(tái)伺服電機(jī)可以完全獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)各自的位置環(huán)和速度環(huán)控制，其它多臺(tái)伺服電機(jī)以開(kāi)環(huán)方式運(yùn)行。傳統(tǒng)的多伺服電機(jī)控制裝置一般都采用統(tǒng)一的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，各伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速只是簡(jiǎn)單的比例關(guān)系，不能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯控制功能。本實(shí)用新型提出的裝置，在不增加成本的前提下，可以實(shí)現(xiàn)一般需要采用自動(dòng)化控制系統(tǒng)(如運(yùn)動(dòng)控制卡)和伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器一起，才能實(shí)現(xiàn)的較復(fù)雜的多伺服電機(jī)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)控制功能。與傳統(tǒng)的數(shù)字伺服傳動(dòng)裝置相比較，本實(shí)用新型裝置具有成本低、體積小的優(yōu)點(diǎn)，另外，其核心控制算法在一塊主控芯片里完成，大大提高了系統(tǒng)的效率和可靠性。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明如下
圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)圖圖2是線驅(qū)動(dòng)電路1圖圖3是線驅(qū)動(dòng)電路2圖圖4是接口電路驅(qū)動(dòng)圖
具體實(shí)施方式
在圖1中，其技術(shù)方案是在控制系統(tǒng)中，采用了一塊主控芯片U1、其他功能模塊、1～n接口電路、線接收電路1～2。它們與驅(qū)動(dòng)模塊1～n和編碼器1～2相連?？刂葡到y(tǒng)由主控芯片U1及其它功能模塊構(gòu)成，其它功能模塊是已有技術(shù)，由虛線標(biāo)出。驅(qū)動(dòng)模塊1為伺服電機(jī)1的功率部分，其控制信號(hào)來(lái)自控制系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)模塊1與控制系統(tǒng)之間的連線分為兩個(gè)部分一部分為保護(hù)信號(hào)及電流電壓等測(cè)量信號(hào)的輸入輸出，一般采用通用標(biāo)準(zhǔn)方式連接，是已有技術(shù)，由虛線標(biāo)出；第二部分為驅(qū)動(dòng)信號(hào)連接，通過(guò)接口電路1將U1的PWM1、PWM2、PWM3、PWM4、PWM5、PWM6口輸出至驅(qū)動(dòng)模塊1。驅(qū)動(dòng)模塊1由電纜向伺服電機(jī)1提供輸入功率。伺服電機(jī)1的位置和速度信號(hào)由端部安裝的編碼器1檢測(cè)，編碼器1輸出信號(hào)通過(guò)線接收電路1輸入U(xiǎn)1，其中位置信號(hào)A_1、B_1、Z_1相應(yīng)輸入U(xiǎn)1的CAP1、CAP2、CAP3口，初始位置霍爾信號(hào)U_1、V_1、W_1相應(yīng)輸入U(xiǎn)1的模擬信號(hào)采樣口ADCIN00、ADCIN01、ADCIN02。驅(qū)動(dòng)模塊1接收六路PWM信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)橋式逆變電路的控制，伺服電機(jī)1的電流控制環(huán)和速度位置調(diào)節(jié)環(huán)都由主控芯片U1完成。
驅(qū)動(dòng)模塊2為伺服電機(jī)2的功率部分。驅(qū)動(dòng)模塊2與控制系統(tǒng)之間的連線也分為兩個(gè)部分其中保護(hù)信號(hào)輸出部分與驅(qū)動(dòng)模塊1類似，是已有技術(shù)，由虛線標(biāo)出；第二部分為驅(qū)動(dòng)信號(hào)連接，通過(guò)接口電路2將U1的PWM7口輸出至驅(qū)動(dòng)模塊2。驅(qū)動(dòng)模塊2由電纜向伺服電機(jī)2提供輸入功率。伺服電機(jī)2的位置和速度信號(hào)由端部安裝的編碼器2檢測(cè)，編碼器2輸出信號(hào)通過(guò)線接收電路2輸入U(xiǎn)1，其中位置信號(hào)A_2、B_2、Z_2相應(yīng)輸入U(xiǎn)1的CAP4、CAP5、CAP6口，初始位置霍爾信號(hào)U_2、V_2、W_2相應(yīng)輸入U(xiǎn)1的模擬信號(hào)采樣口ADCIN08、ADCIN09、ADCIN10。驅(qū)動(dòng)模塊2根據(jù)輸入的PWM7占空比信號(hào)，調(diào)節(jié)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速，可以選擇在驅(qū)動(dòng)模塊2中內(nèi)置電流環(huán)功能，位置和速度調(diào)節(jié)環(huán)由主控芯片U1實(shí)現(xiàn)。
驅(qū)動(dòng)模塊3為伺服電機(jī)3的功率部分。驅(qū)動(dòng)模塊3與控制系統(tǒng)之間的保護(hù)信號(hào)連線與驅(qū)動(dòng)模塊2相同，驅(qū)動(dòng)信號(hào)通過(guò)接口電路3將U1的PWM8口輸出至驅(qū)動(dòng)模塊3，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服電機(jī)3的開(kāi)環(huán)控制。
線驅(qū)動(dòng)電路1原理如圖2所示，實(shí)現(xiàn)編碼器1與主控芯片U1的匹配連接。編碼器1輸出的差分位置信號(hào)A_1+IN、A_1-IN、B_1+IN、B_1-IN、Z_1+IN、Z_1-IN先通過(guò)濾波，再經(jīng)過(guò)線驅(qū)動(dòng)芯片U2，再通過(guò)輸出濾波轉(zhuǎn)換為U1的輸入信號(hào)A_1、B_1、Z_1。編碼器1輸出初始位置霍爾信號(hào)SU_1、SV_1、SW_1先通過(guò)濾波，再經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換芯片U3轉(zhuǎn)換為U1的輸入信號(hào)U_1、V_1、W_1。
線驅(qū)動(dòng)電路2原理如圖3所示，實(shí)現(xiàn)編碼器2與主控芯片U1的匹配連接。編碼器2輸出的差分位置信號(hào)A_2+IN、A_2-IN、B_2+IN、B_2-IN、Z_2+IN、Z_2-IN先通過(guò)濾波，再經(jīng)過(guò)線驅(qū)動(dòng)芯片U4，再通過(guò)輸出濾波轉(zhuǎn)換為U1的輸入信號(hào)A_2、B_2、Z_2。編碼器2輸出初始位置霍爾信號(hào)SU_2、SV_2、SW_2先通過(guò)濾波，再經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換芯片U5轉(zhuǎn)換為U1的輸入信號(hào)U_2、V_2、W_2。
驅(qū)動(dòng)接口電路1、接口電路2、接口電路3-接口電路N的連接形式如圖4所示。主控芯片U1輸出的PWM1、PWM2、PWM3、PWM4、PWM5、PWM6、PWM7、PWM8～PWMx驅(qū)動(dòng)信號(hào)經(jīng)過(guò)電平匹配芯片U6、U7～Ux轉(zhuǎn)換再分別送入驅(qū)動(dòng)模塊1～n，實(shí)現(xiàn)對(duì)各臺(tái)伺服電機(jī)的獨(dú)立或協(xié)調(diào)控制。
通過(guò)圖2、圖3、圖4的連線對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作詳細(xì)說(shuō)明圖2為伺服電機(jī)1編碼器1至主控芯片U1的連線圖。編碼器1出線A_1+IN經(jīng)過(guò)R1連至VCC1穩(wěn)壓，輸入至U2的10腳；編碼器1出線A_1-IN經(jīng)過(guò)R3連至地，輸入至U2的9腳；A_1+IN與A_1-IN之間接有R2與C1濾波。編碼器1出線B_1+IN經(jīng)過(guò)R4連至VCC1穩(wěn)壓，輸入至U2的6腳；編碼器1出線B_1-IN經(jīng)過(guò)R6連至地，輸入至U2的7腳；B_1+IN與B_1-IN之間接有R5與C2濾波。編碼器1出線Z_1+IN經(jīng)過(guò)R7連至VCC1穩(wěn)壓，輸入至U2的2腳；編碼器1出線Z_1-IN經(jīng)過(guò)R9連至地，輸入至U2的1腳；Z_1+IN與Z_1-IN之間接有R8與C3濾波。線接收芯片U2的4腳與16腳接VCC1，8腳與12腳接地。U2第3腳輸出信號(hào)對(duì)應(yīng)于U2的1、2腳的輸入信號(hào)，經(jīng)過(guò)R10和C6濾波形成Z_1信號(hào)輸出至主控芯片U1的捕獲口CAP3。U2第5腳輸出信號(hào)對(duì)應(yīng)于U2的6、7腳的輸入信號(hào)，經(jīng)過(guò)R11和C5濾波形成B_1信號(hào)輸出至主控芯片U1的捕獲口CAP2。U2第11腳輸出信號(hào)對(duì)應(yīng)于U2的9、10腳的輸入信號(hào)，經(jīng)過(guò)R12和C4濾波形成A_1信號(hào)輸出至主控芯片U1的捕獲口CAP1。編碼器1出線SU_1經(jīng)過(guò)R16和C9濾波輸入至電平轉(zhuǎn)換芯片U3的1腳，U3的第11腳對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的輸出，該輸出管腳經(jīng)過(guò)R21匹配，再經(jīng)過(guò)R15和C12濾波，連接至主控芯片U1的模擬信號(hào)采樣口ADCIN00。編碼器1出線SV_1經(jīng)過(guò)R17和C8濾波輸入至電平轉(zhuǎn)換芯片U3的4腳，U3的第6腳對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的輸出，該輸出管腳經(jīng)過(guò)R20匹配，再經(jīng)過(guò)R14和C11濾波連接至主控芯片U1的模擬信號(hào)采樣口ADCIN01。編碼器1出線SW_1經(jīng)過(guò)R18和C7濾波輸入至電平轉(zhuǎn)換芯片U3的13腳，U3的第3腳對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的輸出，該輸出管腳經(jīng)過(guò)R19匹配，再經(jīng)過(guò)R13和C10濾波，連接至主控芯片U1的模擬信號(hào)采樣口ADCIN02。
圖3為伺服電機(jī)2、編碼器2至主控芯片U1的連線圖。編碼器2出線A_2+IN經(jīng)過(guò)R22連至VCC1穩(wěn)壓，輸入至U4的10腳；編碼器2出線A_2-IN經(jīng)過(guò)R24連至地，輸入至U4的9腳；A_2+IN與A_2-IN之間接有R23與C13濾波。編碼器2出線B_2+IN經(jīng)過(guò)R25連至VCC1穩(wěn)壓，輸入至U4的6腳；編碼器2出線B_2-IN經(jīng)過(guò)R27連至地，輸入至U4的7腳；B_2+IN與B_2-IN之間接有R26與C14濾波。編碼器2出線Z_2+IN經(jīng)過(guò)R28連至VCC1穩(wěn)壓，輸入至U4的2腳；編碼器2出線Z_2-IN經(jīng)過(guò)R30連至地，輸入至U4的1腳；Z_2+IN與Z_2-IN之間接有R29與C15濾波。線接收芯片U4的4腳與16腳接VCC1，8腳與12腳接地。U4第3腳輸出信號(hào)對(duì)應(yīng)于U4的1、2腳的輸入信號(hào)，經(jīng)過(guò)R31和C18濾波形成Z_2信號(hào)輸出至主控芯片U1的捕獲口CAP6。U4第5腳輸出信號(hào)對(duì)應(yīng)于U4的6、7腳的輸入信號(hào)，經(jīng)過(guò)R32和C17濾波形成B_2信號(hào)輸出至主控芯片U1的捕獲口CAP5。U4第11腳輸出信號(hào)對(duì)應(yīng)于U4的9、10腳的輸入信號(hào)，經(jīng)過(guò)R33和C16濾波形成A_2信號(hào)輸出至主控芯片U1的捕獲口CAP4。編碼器2出線SU_2經(jīng)過(guò)R37和C21濾波輸入至電平轉(zhuǎn)換芯片U5的1腳，U5的第11腳對(duì)應(yīng)于U5的1腳相應(yīng)的輸出，該輸出管腳經(jīng)過(guò)R42匹配，再經(jīng)過(guò)R36和C24濾波，連接至主控芯片U1的模擬信號(hào)采樣口ADCIN08。編碼器2出線SV_2經(jīng)過(guò)R38和C20濾波輸入至電平轉(zhuǎn)換芯片U5的4腳，U5的第6腳對(duì)應(yīng)于U5的4腳相應(yīng)的輸出，該輸出管腳經(jīng)過(guò)R41匹配，再經(jīng)過(guò)R35和C23濾波，連接至主控芯片U1的模擬信號(hào)采樣口ADCIN09。編碼器2出線SW_2經(jīng)過(guò)R39和C19濾波輸入至電平轉(zhuǎn)換芯片U5的13腳，U5的第3腳對(duì)應(yīng)于U5的13腳相應(yīng)的輸出，該輸出管腳經(jīng)過(guò)R40匹配，再經(jīng)過(guò)R34和C22濾波連接至主控芯片U1的模擬信號(hào)采樣口ADCIN10。
圖4為主控芯片U1與各驅(qū)動(dòng)模塊之間的驅(qū)動(dòng)信號(hào)連線圖，包括了接口電路1、接口電路2、接口電路3～接口電路n。如圖4所示，主控芯片U1輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)PWM1直接連至電平轉(zhuǎn)換芯片U6的1腳，信號(hào)線標(biāo)號(hào)為PWM_1，該信號(hào)線對(duì)應(yīng)的輸出為U6的2腳，該管腳輸出信號(hào)線PWU+連至驅(qū)動(dòng)模塊1；驅(qū)動(dòng)信號(hào)PWM2直接連至電平轉(zhuǎn)換芯片U6的3腳，信號(hào)線標(biāo)號(hào)為PWM_2，該信號(hào)線對(duì)應(yīng)的輸出為U6的4腳，該管腳輸出信號(hào)線PWU-連至驅(qū)動(dòng)模塊1；驅(qū)動(dòng)信號(hào)PWM3直接連至電平轉(zhuǎn)換芯片U6的5腳，信號(hào)線標(biāo)號(hào)為PWM_3，該信號(hào)線對(duì)應(yīng)的輸出為U6的6腳，該管腳輸出信號(hào)線PWV+連至驅(qū)動(dòng)模塊1；驅(qū)動(dòng)信號(hào)PWM4直接連至電平轉(zhuǎn)換芯片U6的9腳，信號(hào)線標(biāo)號(hào)為PWM_4，該信號(hào)線對(duì)應(yīng)的輸出為U6的8腳，該管腳輸出信號(hào)線PWV-連至驅(qū)動(dòng)模塊1；驅(qū)動(dòng)信號(hào)PWM5直接連至電平轉(zhuǎn)換芯片U6的11腳，信號(hào)線標(biāo)號(hào)為PWM_5，該信號(hào)線對(duì)應(yīng)的輸出為U6的10腳，該管腳輸出信號(hào)線PWW+連至驅(qū)動(dòng)模塊1；驅(qū)動(dòng)信號(hào)PWM6直接連至電平轉(zhuǎn)換芯片U6的13腳，信號(hào)線標(biāo)號(hào)為PWM_6，該信號(hào)線對(duì)應(yīng)的輸出為U6的12腳，該管腳輸出信號(hào)線PWW-連至驅(qū)動(dòng)模塊1；U6的7腳接地，14腳接VCC1。主控芯片U1輸出的驅(qū)動(dòng)模塊2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)PWM_7直接連至電平轉(zhuǎn)換芯片U7的1腳，信號(hào)線標(biāo)號(hào)為PWM_7，該信號(hào)線對(duì)應(yīng)的輸出為U7的2腳，該管腳輸出信號(hào)線PW7連至驅(qū)動(dòng)模塊2；U1輸出的驅(qū)動(dòng)模塊3的驅(qū)動(dòng)信號(hào)PWM8直接連至電平轉(zhuǎn)換芯片U7的3腳，信號(hào)線標(biāo)號(hào)為PWM_8，該信號(hào)線對(duì)應(yīng)的輸出為U7的4腳，該管腳輸出信號(hào)線PW8連至驅(qū)動(dòng)模塊3；U7的7腳接地，14腳接VCC1。3臺(tái)以上伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)連接方法與伺服電機(jī)3連接方法相同，可依此類推。以圖4的驅(qū)動(dòng)模塊n為例說(shuō)明U1輸出的驅(qū)動(dòng)模塊n的驅(qū)動(dòng)信號(hào)PWMx直接連至電平轉(zhuǎn)換芯片Ux的一輸入管腳(如圖4中為第1腳)，信號(hào)線標(biāo)號(hào)為PWM_x，該信號(hào)線對(duì)應(yīng)的輸出為Ux的一輸出管腳(如圖4中為第2腳)，該管腳輸出信號(hào)線PWx連至驅(qū)動(dòng)模塊n；Ux的7腳接地，14腳接VCC1。
權(quán)利要求1.一種采用單主控芯片控制多臺(tái)伺服電機(jī)的控制裝置，在控制系統(tǒng)中，采用了一個(gè)由主控芯片、接口電路、線接收電路和其他功能模塊四部分組成的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)包括主控芯片U1、接口電路、線接收電路和其他功能模塊，與驅(qū)動(dòng)模塊1、2、3、N和編碼器1、2相連，其特征在于采用一塊主控芯片U1與接口電路、線接收電路和其他功能模塊相連，通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊和編碼器模塊連接伺服電機(jī)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)多臺(tái)伺服電機(jī)的控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單主控芯片控制多臺(tái)伺服電機(jī)的控制裝置，其特征在于采用一塊主控芯片U1與接口電路、線接收電路和其他功能模塊相連的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)伺服電機(jī)的獨(dú)立控制或者協(xié)調(diào)控制，可充分利用主控制芯片U1的數(shù)據(jù)處理能力和脈寬調(diào)制(PWM)外圍接口，以不同的控制方式分別控制類型不同的多臺(tái)伺服電機(jī)，其中兩臺(tái)伺服電機(jī)可以完全獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)各自的位置環(huán)和速度環(huán)控制，連接的其它多臺(tái)伺服電機(jī)可以是無(wú)刷直流電機(jī)、永磁同步電機(jī)或直流伺服電機(jī)，以開(kāi)環(huán)方式運(yùn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單主控芯片控制多臺(tái)伺服電機(jī)的控制裝置，其特征在于通過(guò)接口電路1將U1的PWM1、PWM2、PWM3、PWM4、PWM5、PWM6口輸出至驅(qū)動(dòng)模塊1，驅(qū)動(dòng)模塊1由電纜向伺服電機(jī)1提供輸入功率，伺服電機(jī)1的位置和速度信號(hào)由端部安裝的編碼器1檢測(cè)，編碼器1輸出信號(hào)通過(guò)線接收電路1輸入U(xiǎn)1，其中位置信號(hào)A_1、B_1、Z_1相應(yīng)輸入U(xiǎn)1的CAP1、CAP2、CAP3口，初始位置霍爾信號(hào)U_1、V_1、W_1相應(yīng)輸入U(xiǎn)1的模擬信號(hào)采樣口ADCIN00、ADCIN01、ADCIN02，驅(qū)動(dòng)模塊1接收六路PWM信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)橋式逆變電路的控制，伺服電機(jī)1的電流控制環(huán)和速度位置調(diào)節(jié)環(huán)都由主控芯片U1完成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單主控芯片控制多臺(tái)伺服電機(jī)的控制裝置，其特征在于通過(guò)接口電路2將U1的PWM7口輸出至驅(qū)動(dòng)模塊2，驅(qū)動(dòng)模塊2由電纜向伺服電機(jī)2提供輸入功率，伺服電機(jī)2的位置和速度信號(hào)由端部安裝的編碼器2檢測(cè)，編碼器2輸出信號(hào)通過(guò)線接收電路2輸入U(xiǎn)1，其中位置信號(hào)A_2、B_2、Z_2相應(yīng)輸入U(xiǎn)1的CAP4、CAP5、CAP6口，初始位置霍爾信號(hào)U_2、V_2、W_2相應(yīng)輸入U(xiǎn)1的模擬信號(hào)采樣口ADCIN08、ADCIN09、ADCIN10，驅(qū)動(dòng)模塊2根據(jù)輸入的PWM7占空比信號(hào)，調(diào)節(jié)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速，可以選擇在驅(qū)動(dòng)模塊2中內(nèi)置電流環(huán)功能，位置和速度調(diào)節(jié)環(huán)由主控芯片U1實(shí)現(xiàn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單主控芯片控制多臺(tái)伺服電機(jī)的控制裝置，其特征在于在線驅(qū)動(dòng)電路1中，實(shí)現(xiàn)編碼器1與主控芯片U1的匹配連接，編碼器1輸出的差分位置信號(hào)A_1+IN、A_1-IN、B_1+IN、B_1-IN、Z_1+IN、Z_1-IN先通過(guò)濾波，再經(jīng)過(guò)線驅(qū)動(dòng)芯片U2，再通過(guò)輸出濾波轉(zhuǎn)換為U1的輸入信號(hào)A_1、B_1、Z_1，編碼器1輸出初始位置霍爾信號(hào)SU_1、SV_1、SW_1先通過(guò)濾波，再經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換芯片U3轉(zhuǎn)換為U1的輸入信號(hào)U_1、V_1、W_1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單主控芯片控制多臺(tái)伺服電機(jī)的控制裝置，其特征在于在線驅(qū)動(dòng)電路2中，實(shí)現(xiàn)編碼器2與主控芯片U1的匹配連接。編碼器2輸出的差分位置信號(hào)A_2+IN、A_2-IN、B_2+IN、B_2-IN、Z_2+IN、Z_2-IN先通過(guò)濾波，再經(jīng)過(guò)線驅(qū)動(dòng)芯片U4，再通過(guò)輸出濾波轉(zhuǎn)換為U1的輸入信號(hào)A_2、B_2、Z_2，編碼器2輸出初始位置霍爾信號(hào)SU_2、SV_2、SW_2先通過(guò)濾波，再經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換芯片U5轉(zhuǎn)換為U1的輸入信號(hào)U_2、V_2、W_2。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單主控芯片控制多臺(tái)伺服電機(jī)的控制裝置，其特征在于在驅(qū)動(dòng)接口電路1、接口電路2、接口電路3～接口電路n的連接中，主控芯片U1輸出的PWM1、PWM2、PWM3、PWM4、PWM5、PWM6、PWM7、PWM8～PWMx驅(qū)動(dòng)信號(hào)經(jīng)過(guò)電平匹配芯片U6、U7～Ux轉(zhuǎn)換再分別送入驅(qū)動(dòng)模塊1～n，實(shí)現(xiàn)對(duì)各臺(tái)伺服電機(jī)的獨(dú)立或協(xié)調(diào)控制。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種采用單主控芯片控制多臺(tái)伺服電機(jī)的控制裝置。一塊主控芯片U1與接口電路、線接收電路和其他功能模塊相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)多臺(tái)伺服電機(jī)的獨(dú)立控制或者協(xié)調(diào)控制，可充分利用主控制芯片U1的數(shù)據(jù)處理能力和脈寬調(diào)制(PWM)外圍接口，以不同的控制方式分別控制類型不同的多臺(tái)伺服電機(jī)，其中兩臺(tái)伺服電機(jī)可以完全獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)各自的位置環(huán)和速度環(huán)控制，連接的其它多臺(tái)伺服電機(jī)可以是無(wú)刷直流電機(jī)、永磁同步電機(jī)或直流伺服電機(jī)，以開(kāi)環(huán)方式運(yùn)行，該控制裝置具有控制精度高、穩(wěn)定性好、成本低、體積小的優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于機(jī)械、紡織、電子、印刷、冶金、石油、化工、輕工、包裝等自動(dòng)化領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H02P5/46GK2702530SQ20042000420
公開(kāi)日2005年5月25日 申請(qǐng)日期2004年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月18日
發(fā)明者王璐, 葉林忠, 王健 申請(qǐng)人:北京和利時(shí)電機(jī)技術(shù)有限公司