技術領域

本發明涉及伺服電機領域，具體的涉及一種伺服驅動器同步控制領域。

背景技術：

伺服驅動器（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，主要應用于高精度的定位系統。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，實現高精度的傳動系統定位，目前是傳動技術的高端產品，是機械裝備實現高精度數控化的重要核心零部件。

近年來，誕生了實時工業以太網技術。該技術不僅傳輸速度快，數據包容量大，傳輸距離長，拓撲結構靈活，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和通訊協議的不同，形成了多個技術路線，目前主流的工業以太網協議包括POWERLINK、EtherCAT、SERCOS III、PROFINET等。

一個基于工業以太網的多軸伺服控制系統如圖1所示。上位控制器作為工業以太網的主站，與作為從站的多個伺服驅動器形成一個網絡。主站周期性的發送命令數據給各個從站，各從站接收主站發送的命令數據，進行處理，執行相應的動作，并將反饋數據傳送回主站。

然而在圖1所示的基于工業以太網的多軸伺服驅動器系統中，如果網絡中的某一個節點發生通信故障，則故障節點之后的伺服驅動器將無法進行同步，特別地，發生通信故障的節點為主站或第一個從站的時候，整個系統將失去同步控制。

技術實現要素：

針對現有技術中的這些缺點，本發明的目的在于提供了一種伺服驅動器同步控制系統，在該系統中，無論工業以太網通信還是單個從站節點是否出現故障，該系統均能實現伺服控制數據的同步更新和同步執行，且成本低廉。

其中，一種伺服驅動器，其特征在于：該伺服驅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，當第二輸入接口的信號無效時，輸出第一輸入接口的信號；

當第一和第二輸入接口的信號均無效時，同步控制模塊內部產生周期性的同步信號；

伺服驅動器由工業以太網協議處理模塊，同步控制模塊和伺服驅動器主控模塊組成，工業以太網協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動器主控模塊；

工業以太網協議處理模塊連接網絡，并對網絡數據幀進行解析；

所述網絡是工業以太網；

一種伺服驅動器同步控制系統，其特征在于：該伺服驅動器同步控制系統由上位控制器和n個如權利要求1所述的伺服驅動器構成，其中各個伺服驅動器依次串聯連接，第一伺服驅動器連接至上位控制器；

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

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

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

本發明的優點在于無論工業以太網通信是否正常，無論單個伺服驅動器節點是否故障，該系統均能實現各路伺服控制數據的同步更新和同步執行，且實現同步的方法較為簡單，沒有復雜計算，且系統的同步穩定可靠。

附圖說明

圖1 現有技術中工業以太網的多軸伺服驅動器系統多節點同步示意圖。

圖2 本發明的伺服驅動器的組成框圖。

圖3 本發明的一種伺服驅動器同步控制系統的組成框圖。

具體實施方式

結合具體實施例對本發明進行具體說明如下：

實施例1：圖2所示為本發明的一種伺服驅動器的組成框圖。可以看出，伺服驅動器由工業以太網協議處理模塊，同步控制模塊和伺服驅動器主控模塊組成。

工業以太網協議處理模塊連接網絡中的上下節點，并對工業以太網數據幀進行協議解析，同時產生一個同步信號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連接驅動器外部的同步輸入信號，IN2連接工業以太網協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連接至伺服驅動器主控模塊，同時也作為該驅動器的同步輸出信號。

伺服驅動器主控模塊接收來自工業以太網協議處理模塊的命令數據，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，并將反饋數據傳送給工業以太網協議處理模塊。

該伺服驅動器的工作原理為，在工業以太網通信正常或者上游節點正常的情況下，當同步控制模塊的接口IN2接收到有效信號（也就意味著工業以太網協議處理模塊的通信、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，當接口IN2接收到的信號無效時（也就意味著工業以太網協議處理模塊未輸出有效信號，原因可能是上游節點故障、工業以太網通信故障或者工業以太網協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。當接口IN2和接口IN1的輸入信號都無效時，同步控制模塊內部產生周期性的SYNCEVT信號，用于伺服驅動器主控模塊所連接的伺服電機等后端設備。

上述伺服驅動器的技術效果在于：當上游節點、工業以太網通信或者工業以太網協議處理模塊自身出現故障時，伺服驅動器依然可以通過外部的同步輸入信號實現同步，即使外部的同步輸入信號也出現故障，仍然可以通過同步控制模塊內部產生周期性的SYNCEVT信號，繼續保證伺服驅動器主控模塊進行同步，實現了對伺服驅動器同步的多重保障，極大地提升了伺服驅動器同步的可靠性、穩定性和安全性。

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

實施例3：系統的構成與實施例2的系統構成基本相同，區別在于伺服驅動器n的同步控制模塊輸出的信號SYNCEVT連接至伺服驅動器1的同步控制模塊的接口IN1。

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

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

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