技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及伺服電機領(lǐng)域，具體的涉及一種伺服驅(qū)動器同步控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

伺服驅(qū)動器（servo drives）又稱為“伺服控制器”、“伺服放大器”，是用來控制伺服電機的一種控制器，主要應(yīng)用于高精度的定位系統(tǒng)。一般是通過位置、速度和力矩三種方式對伺服馬達進行控制，實現(xiàn)高精度的傳動系統(tǒng)定位，目前是傳動技術(shù)的高端產(chǎn)品，是機械裝備實現(xiàn)高精度數(shù)控化的重要核心零部件。

近年來，誕生了實時工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)。該技術(shù)不僅傳輸速度快，數(shù)據(jù)包容量大，傳輸距離長，拓撲結(jié)構(gòu)靈活，而且能保障較高的實時和同步性能，因而成為解決上述問題的新方案。由于廠商選擇的傳輸介質(zhì)和通訊協(xié)議的不同，形成了多個技術(shù)路線，目前主流的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議包括POWERLINK、EtherCAT、SERCOS III、PROFINET等。

一個基于工業(yè)以太網(wǎng)的多軸伺服控制系統(tǒng)如圖1所示。上位控制器作為工業(yè)以太網(wǎng)的主站，與作為從站的多個伺服驅(qū)動器形成一個網(wǎng)絡(luò)。主站周期性的發(fā)送命令數(shù)據(jù)給各個從站，各從站接收主站發(fā)送的命令數(shù)據(jù)，進行處理，執(zhí)行相應(yīng)的動作，并將反饋數(shù)據(jù)傳送回主站。

然而在圖1所示的基于工業(yè)以太網(wǎng)的多軸伺服驅(qū)動器系統(tǒng)中，如果網(wǎng)絡(luò)中的某一個節(jié)點發(fā)生通信故障，則故障節(jié)點之后的伺服驅(qū)動器將無法進行同步，特別地，發(fā)生通信故障的節(jié)點為主站或第一個從站的時候，整個系統(tǒng)將失去同步控制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的這些缺點，本發(fā)明的目的在于提供了一種伺服驅(qū)動器同步控制系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，無論工業(yè)以太網(wǎng)通信還是單個從站節(jié)點是否出現(xiàn)故障，該系統(tǒng)均能實現(xiàn)伺服控制數(shù)據(jù)的同步更新和同步執(zhí)行，且成本低廉。

其中，一種伺服驅(qū)動器，其特征在于：該伺服驅(qū)動器具有同步控制模塊，該同步控制模塊具有兩個輸入接口，在第二輸入接口的信號有效時，輸出第二輸入接口的信號，當(dāng)?shù)诙斎虢涌诘男盘枱o效時，輸出第一輸入接口的信號；

當(dāng)?shù)谝缓偷诙斎虢涌诘男盘柧鶡o效時，同步控制模塊內(nèi)部產(chǎn)生周期性的同步信號；

伺服驅(qū)動器由工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議處理模塊，同步控制模塊和伺服驅(qū)動器主控模塊組成，工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議處理模塊的輸出連接至同步控制模塊的第二輸入接口，同步控制模塊的第一輸入接口連接至外部同步輸入信號，同步控制模塊的輸出連接至伺服驅(qū)動器主控模塊；

工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議處理模塊連接網(wǎng)絡(luò)，并對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀進行解析；

所述網(wǎng)絡(luò)是工業(yè)以太網(wǎng)；

一種伺服驅(qū)動器同步控制系統(tǒng)，其特征在于：該伺服驅(qū)動器同步控制系統(tǒng)由上位控制器和n個如權(quán)利要求1所述的伺服驅(qū)動器構(gòu)成，其中各個伺服驅(qū)動器依次串聯(lián)連接，第一伺服驅(qū)動器連接至上位控制器；

第j個伺服驅(qū)動器的同步控制模塊的輸出連接至第j+1個伺服驅(qū)動器的同步控制模塊的第一輸入接口，其中1≤j≤n-1；

第n個伺服驅(qū)動器的同步控制模塊的輸出連接至第1個伺服驅(qū)動器的同步控制模塊的第一輸入接口；

第j個伺服驅(qū)動器的同步控制模塊的輸出連接至第j+k個伺服驅(qū)動器的同步控制模塊的第一輸入接口，其中k>1。

本發(fā)明的優(yōu)點在于無論工業(yè)以太網(wǎng)通信是否正常，無論單個伺服驅(qū)動器節(jié)點是否故障，該系統(tǒng)均能實現(xiàn)各路伺服控制數(shù)據(jù)的同步更新和同步執(zhí)行，且實現(xiàn)同步的方法較為簡單，沒有復(fù)雜計算，且系統(tǒng)的同步穩(wěn)定可靠。

附圖說明

圖1 現(xiàn)有技術(shù)中工業(yè)以太網(wǎng)的多軸伺服驅(qū)動器系統(tǒng)多節(jié)點同步示意圖。

圖2 本發(fā)明的伺服驅(qū)動器的組成框圖。

圖3 本發(fā)明的一種伺服驅(qū)動器同步控制系統(tǒng)的組成框圖。

具體實施方式

結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行具體說明如下：

實施例1：圖2所示為本發(fā)明的一種伺服驅(qū)動器的組成框圖?？梢钥闯?，伺服驅(qū)動器由工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議處理模塊，同步控制模塊和伺服驅(qū)動器主控模塊組成。

工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議處理模塊連接網(wǎng)絡(luò)中的上下節(jié)點，并對工業(yè)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀進行協(xié)議解析，同時產(chǎn)生一個同步信號SYNC0傳送給同步控制模塊。

同步控制模塊有兩個信號輸入接口，分別是接口IN1和接口IN2。其中IN1連接驅(qū)動器外部的同步輸入信號，IN2連接工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議處理模塊輸出的同步信號SYNC0。同步控制模塊的輸出接口為OUT，其輸出信號SYNCEVT連接至伺服驅(qū)動器主控模塊，同時也作為該驅(qū)動器的同步輸出信號。

伺服驅(qū)動器主控模塊接收來自工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議處理模塊的命令數(shù)據(jù)，在同步控制模塊輸出的信號SYNCEVT的控制下，實施電機同步控制，并將反饋數(shù)據(jù)傳送給工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議處理模塊。

該伺服驅(qū)動器的工作原理為，在工業(yè)以太網(wǎng)通信正常或者上游節(jié)點正常的情況下，當(dāng)同步控制模塊的接口IN2接收到有效信號（也就意味著工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議處理模塊的通信、解析和輸出皆正常）時，接口OUT輸出的信號跟蹤IN2信號，即接口OUT輸出信號等于接口IN2輸入信號，當(dāng)接口IN2接收到的信號無效時（也就意味著工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議處理模塊未輸出有效信號，原因可能是上游節(jié)點故障、工業(yè)以太網(wǎng)通信故障或者工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議處理模塊自身故障），接口OUT輸出的信號跟蹤IN1信號，即接口OUT輸出信號等于接口IN1輸入信號。當(dāng)接口IN2和接口IN1的輸入信號都無效時，同步控制模塊內(nèi)部產(chǎn)生周期性的SYNCEVT信號，用于伺服驅(qū)動器主控模塊所連接的伺服電機等后端設(shè)備。

上述伺服驅(qū)動器的技術(shù)效果在于：當(dāng)上游節(jié)點、工業(yè)以太網(wǎng)通信或者工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議處理模塊自身出現(xiàn)故障時，伺服驅(qū)動器依然可以通過外部的同步輸入信號實現(xiàn)同步，即使外部的同步輸入信號也出現(xiàn)故障，仍然可以通過同步控制模塊內(nèi)部產(chǎn)生周期性的SYNCEVT信號，繼續(xù)保證伺服驅(qū)動器主控模塊進行同步，實現(xiàn)了對伺服驅(qū)動器同步的多重保障，極大地提升了伺服驅(qū)動器同步的可靠性、穩(wěn)定性和安全性。

實施例2：圖3是一種伺服驅(qū)動器同步控制系統(tǒng)的組成框圖，其中該伺服驅(qū)動器同步控制系統(tǒng)由上位控制器和n個伺服驅(qū)動器構(gòu)成，其中伺服驅(qū)動器1-伺服驅(qū)動器n的內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)成均為實施例1中所記載的伺服驅(qū)動器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其中伺服驅(qū)動器1至伺服驅(qū)動器n的n個伺服驅(qū)動器的各工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議處理模塊相互連接，而伺服驅(qū)動器1的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議處理模塊與上位控制器連接，伺服驅(qū)動器1的同步控制模塊的接口IN1連接有外部的同步輸入信號，并且伺服驅(qū)動器1的同步控制模塊輸出的信號SYNCEVT連接至伺服驅(qū)動器2的同步控制模塊的接口IN1，伺服驅(qū)動器2的同步控制模塊輸出的信號SYNCEVT連接至伺服驅(qū)動器3的同步控制模塊的接口IN1，依次類推，伺服驅(qū)動器n-1的同步控制模塊輸出的信號SYNCEVT連接至伺服驅(qū)動器n的同步控制模塊的接口IN1，從而使得伺服驅(qū)動器2-伺服驅(qū)動器n的同步控制模塊的接口IN1均接有上一路伺服驅(qū)動器輸出的信號SYNCEVT，從而使得在本路伺服驅(qū)動器的接口IN2輸入信號失效時，仍然能夠獲得有效的同步輸入信號，確保系統(tǒng)內(nèi)各個伺服驅(qū)動器之間數(shù)據(jù)的同步更新和同步執(zhí)行，該系統(tǒng)在確保各伺服驅(qū)動器同步的情況下，具有良好的擴展性。

實施例3：系統(tǒng)的構(gòu)成與實施例2的系統(tǒng)構(gòu)成基本相同，區(qū)別在于伺服驅(qū)動器n的同步控制模塊輸出的信號SYNCEVT連接至伺服驅(qū)動器1的同步控制模塊的接口IN1。

需要指出的是，伺服驅(qū)動器j的同步控制模塊輸出的信號SYNCEVT可以按照本領(lǐng)域技術(shù)人員需要的方式跨過k-1路的方式連接至伺服驅(qū)動器j+k的同步控制模塊的接口IN1，當(dāng)j+k的數(shù)值大于n時，從伺服驅(qū)動器1開始繼續(xù)循環(huán)計算。

盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。