一种基于CAN总线的小型数字化低压直流伺服系统的制作方法

文档序号:19853924发布日期:2020-02-07 23:29
一种基于CAN总线的小型数字化低压直流伺服系统的制作方法

本实用新型具体涉及一种基于can总线的小型数字化低压直流伺服系统。



背景技术:

随着工业自动化水平的提高,自动化逐渐超出传统的工厂范围,在更加广泛的环境内实现,即向移动自动化方向发展,新型的伺服需要移动的能源供给,需要提供精确的位置信息,需要无线信息传输,需要轻型化,小型化,能承受更加恶劣的环境要求,这对传统的伺服提出了挑战。目前的能够支持can总线的直流伺服系统大都是面向工厂自动化的产品,输入电压为ac220v或者ac380v,这种伺服系统无法实现移动的电源供给,不能实现无线信息传输,无法做到轻型化小型化,只能承受稳定的工厂环境,且现有的伺服系统需要整流模块,电压等级高,很难做到小型化,不能满足移动自动化的可移动供电,移动通信,低压,轻型化,小型化的需求。

因此,急需一种能够支持can总线的小型数字化低压直流伺服系统。



技术实现要素:

针对上述现有技术存在的问题,本实用新型提供一种基于can总线的小型数字化低压直流伺服系统。

为了实现上述目的,本实用新型采用的技术方案是:一种基于can总线的小型数字化低压直流伺服系统,包括,

控制器,用于控制伺服系统;

电源模块,用于为伺服系统提供功率输入;

功率回路,通过驱动电路实现对电机的驱动;以及

上位通讯模块,用于提供上位命令输入;

所述控制器分别与所述上位通讯模块、功率回路连接,所述功率回路还分别与所述电源模块、电机连接;

所述上位通讯模块包括,

can总线通信模块,用于实现伺服系统的上位、组网和同步;

无线通信模块,用于实现数据远程移动交互;以及

数字i/o模块,用于数字信号的输入和输出;

所述can总线通信模块、无线通信模块和数字i/o模块分别与所述控制器连接。

所述电机为无刷直流电机。

进一步地,所述电源模块的输入为低压直流电压,所述低压直流电压小于100v。

进一步地,伺服系统还包括,

模拟信号传感电路,提供伺服系统的模拟信号采样调理;

状态指示模块,用于提供运行状态指示;

辅助电源模块,为伺服系统提供辅助电源;

霍尔传感器,用于检测无刷直流电机的换相信号,为无刷直流电机换相控

制提供输入;以及

至少一个编码器,用于检测电机的位置信号,为位置和速度控制提供输入;

所述控制器还分别与所述编码器、模拟信号传感电路、状态指示模块、霍尔传感器连接,所述辅助电源模块与所述电源模块连接。

进一步地,所述编码器为绝对值编码器或增量式编码器。

进一步地,所述模拟信号传感电路包括,

母线电流检测电路,用于检测母线电流,为短路保护和过载保护提供输入;

母线电压检测电路,用于检测母线电压,为过压保护和欠压保护提供输入;以及

温度检测电路,用于检测环境和功率元器件的表面温度,为温度校准和过温保护提供输入;

所述母线电流检测电路、母线电压检测电路、相电流检测电路和温度检测电路分别与所述控制器连接。

进一步地,can总线通过can总线通信模块的一个端口连接上位机,再通过can总线通信模块的另外一个端口连接下一个伺服系统,以此来实现伺服系统之间的组网和同步;

进一步地,无线通信模块提供了无线通信接头,通过spi和uart实现数据远程移动交互。

进一步地,控制器还双向连接有can总线从站控制器,can总线与can总线从站控制器双向连接,伺服系统通过can总线从站控制器实现can总线主站

和控制器的通信。

进一步地,辅助电源模块还单独设有电源。

进一步地,所述功率回路设置在散热基板上,所述散热基板包括底基板,所述底基板用于功率回路的散热,通过将功率回路设置在底基板上进行散热,大大降低了热阻,提高了伺服系统的散热性能。

进一步地,所述底基板为铝基板。

进一步地,所述模拟信号传感电路也设置在所述散热基板上,进一步地提高了伺服系统的散热性能,同时将功率回路和模拟信号传感电路设置在散热基板上,有效降低了伺服系统的体积,实现了小型化要求。

与现有技术相比,本实用新型的优点在于:本实用新型通过设置can总线通信模块使得系统支持can总线,通过设置数字i/o模块实现数字信号的输入和输出,本实用新型更加的轻型化,小型化,能够承受更加恶劣的环境要求,支持无刷直流电机,支持无线通信,能实现无线信息传输。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的结构框图;

图2为本实用新型另一实施例的结构框图;

图3为本实用新型另一实施例的结构框图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。

请参阅图1-图3,一种基于can总线的小型数字化低压直流伺服系统,包括,

控制器100,用于控制伺服系统;

电源模块200,用于为伺服系统提供功率输入;

功率回路300,通过驱动电路实现对电机400的驱动;以及

上位通讯模块,用于提供上位命令输入;

控制器100分别与上位通讯模块、功率回路300连接,功率回路300还分别与电源模块200、电机400连接;

其中,上位通讯模块包括,

can总线通信模块510,用于实现伺服系统的上位、组网和同步;

无线通信模块520,用于实现数据远程移动交互;以及

数字i/o模块530,用于数字信号的输入和输出;

can总线通信模块510、无线通信模块520和数字i/o模块530分别与控制器100连接。

电机400为无刷直流电机。

进一步地,电源模块200的输入为低压直流电压,低压直流电压小于100v。

进一步地,伺服系统还包括,

模拟信号传感电路600,提供伺服系统的模拟信号采样调理;

状态指示模块700,用于提供运行状态指示;

辅助电源模块800,为伺服系统提供辅助电源;

霍尔传感器630,用于检测无刷直流电机400的换相信号,为无刷直流电

机400换相控制提供输入;以及

至少一个编码器900,用于检测电机400的位置信号,为位置和速度控制提供输入;

控制器100还分别与编码器900、模拟信号传感电路600、状态指示模块700、霍尔传感器630连接,辅助电源模块800与电源模块200连接。

其中,辅助电源模块800还单独设有电源。

其中,编码器900为绝对值编码器910或增量式编码器920。

其中,模拟信号传感电路600包括,

母线电流检测电路610,用于检测母线电流,为短路保护和过载保护提供输入;

母线电压检测电路620,用于检测母线电压,为过压保护和欠压保护提供输入;

温度检测电路640,用于检测环境和功率元器件的表面温度,为温度校准和过温保护提供输入;

母线电流检测电路610、母线电压检测电路620和温度检测电路640分别与控制器100连接。

进一步地,can总线通过can总线通信模块510的一个端口连接上位机,再通过can总线通信模块510的另外一个端口连接下一个伺服系统,以此来实现伺服系统之间的组网和同步;

进一步地,无线通信模块520提供了无线通信接头,通过spi和uart实

现数据远程移动交互。

进一步地,控制器100还双向连接有can总线从站控制器,can总线与can总线从站控制器双向连接,伺服系统通过can总线从站控制器实现can总线主站和控制器100的通信。

进一步地,功率回路300设置在散热基板(图中未示出)上,散热基板包括底基板,底基板用于功率回路300的散热,通过将功率回路300设置在底基板上进行散热,大大降低了热阻,提高了伺服系统的散热性能。其中,较佳地,底基板为铝基板。

在另一个实施例中,模拟信号传感电路600也设置在散热基板上,进一步地提高了伺服系统的散热性能,同时将功率回路300和模拟信号传感电路600设置在散热基板上,有效降低了伺服系统的体积,实现了小型化要求。

在另一个实施例中,伺服系统同时支持绝对值编码器910和增量式编码器920,伺服系统启动后,会通过配置文件选择编码器900,可以通过绝对值编码器910提供电机400的位置回馈信息,通过增量式编码器920计算电机400的速度回馈信息,通过霍尔传感器630提供无刷直流电机400的换相信息,在控制器100内进行位置和速度闭环控制;根据母线电压检测电路620检测的回馈信号进行过压欠压保护,根据母线电流检测电路610检测的回馈信号进行过流保护,根据温度检测电路640检测的回馈信号进行过温保护,通过状态指示模块700信号提供伺服系统运行的状态信息,同时伺服系统通过can总线通信模块510支持can总线通信上位,通过数字i/o模块530实现数字i/o控制,并把伺服系统的数据通过无线通信模块520的无线通信接头,反馈给服务器云端。

对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。

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