[实用新型]一种交流伺服驱动实现全闭环数控系统反馈电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及全闭环数控系统的光栅尺反馈电路技术领域，尤其是涉及一种交流伺服驱动实现全闭环数控系统反馈电路。 

背景技术

当今世界，工业发达国家对工业自动化高度重视，竞相发展机电一体化、高精、高效、高自动化先进设备，特别是随着微电子、计算机技术、电力技术、传感技术、数控技术的高速发展，自动化控制在20世纪80年代以后成为各国制造商竞相展示先进技术、争夺用户、扩大市场的焦点。

目前在高速高精的数控系统应用领域中，多数采用全闭环数控系统来弥补机床机械部分如电机、丝杠、减速机等的传动误差，从而保证机床加工精度，实现高速高精的要求。常用的全闭环数控系统如图1所示，是将反馈元件（例如：安装在机床导轨轴上的光栅尺）反馈回来的信号直接返回到数控系统，由数控系统与指令比较进行闭环算法。此方案存在以下问题：

1、算法复杂，特别是在控制多轴时，轴数越多数控系统的速度要求、内存要求也越高，算法也越复杂；

2、开发成本和产品成本都较高；

3、在多轴数控系统中扩展性差。 

发明内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种结构简单，稳定可靠，且能实现二个通道正交脉冲4倍频可逆计数，而且大大节省了成本的交流伺服驱动实现全闭环数控系统反馈电路。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

一种交流伺服驱动实现全闭环数控系统反馈电路，其特征在于，该电路包括开环数控系统、交流伺服驱动器、交流伺服电机、机械传动部件和光栅尺，所述的开环数控系统依次与交流伺服驱动器、交流伺服电机电连接，所述的交流伺服电机与机械传动部件连接，所述的光栅尺设置在机械传动部件上，光栅尺的输出端连接到交流伺服驱动器。

优选的，所述的交流伺服驱动器包括数字信号控制器，所述光栅尺的输出端与交流伺服驱动器之间设置有接口芯片和两个平衡滤波电路，光栅尺的一个正交脉冲信号输出端通过一平衡滤波电路连接到接口芯片，光栅尺的另一个正交脉冲信号输出端通过另一平衡滤波电路连接到接口芯片，所述接口芯片的输出端连接到数字信号控制器。

优选的，所述的交流伺服电机上设置有伺服电机编码器，该伺服电机编码器与数字信号控制器连接。

优选的，所述的伺服电机编码器与数字信号控制器之间设置有接口芯片和两个平衡滤波电路，伺服电机编码器的一个正交脉冲信号输出端通过一平衡滤波电路连接到接口芯片，伺服电机编码器的另一个正交脉冲信号输出端通过另一平衡滤波电路连接到接口芯片，所述接口芯片的输出端连接到数字信号控制器。

优选的，光栅尺的输出端与交流伺服驱动器之间设置的平衡滤波电路和伺服电机编码器与数字信号控制器之间设置的平衡滤波电路结构相同，均包括电阻、两个等值电阻和一个电容，正交脉冲信号的正端和负端各通过一等值电容连接到接口芯片的两个输入端，所述的电阻跨接在正端和负端之间，所述的电容跨接在接口芯片的两个输入端之间。

优选的，光栅尺的输出端与交流伺服驱动器之间设置的接口芯片和伺服电机编码器与数字信号控制器之间设置的接口芯片均为AM26LS32型号的接口芯片。

优选的，所述的数字信号控制器为TMS320F2806型号的DSP芯片。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、采用性能稳定的低功耗DSP可编程芯片U2（TMS320F2806）结构简单，稳定可靠，且能实现二个通道正交脉冲4倍频可逆计数。

2、用交流伺服驱动器实现光栅尺的反馈闭环算法，结构简单，大大节省了成本，可靠实用。

3、扩展性好，当用于多轴系统时，只需要对应增加反馈环即可，不需要对数控系统进行改变。

附图说明

图1为传统闭环数控系统光栅尺反馈电路示意图；

图2为本实用新型开环数控系统光栅尺反馈电路示意图；

图3为交流伺服驱动器实现全闭环数控系统反馈电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例