[发明专利]一种多轴伺服驱动器同步系统控制方法

说明书

本发明的目的在于提供一种多轴伺服驱动器同步控制方法，该方法中伺服驱动器在同步信号SYNCEVT到达的同时，均重置伺服时钟，使得各轴伺服时钟在经过时间Tsync_off后才触发伺服中断程序，通过合理设置Tsync_off的数值，实现主站时钟、各轴从站时钟以及各轴伺服时钟的同步，保证了调整后的各轴伺服中断程序也是同步的。

技术领域

本发明涉及伺服电机领域，具体的涉及一种多轴伺服驱动器同步控制领域。

背景技术

伺服驱动器（servo drives）又称为“伺服控制器”、“伺服放大器”，是用来控制伺服电机的一种控制器，主要应用于高精度的定位系统。一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服马达进行控制，实现高精度的传动系统定位，目前是传动技术的高端产品，是机械装备实现高精度数控化的重要核心零部件。

近年来，诞生了实时工业以太网技术。该技术不仅传输速度快，数据包容量大，传输距离长，拓扑结构灵活，而且能保障较高的实时和同步性能，因而成为解决上述问题的新方案。由于厂商选择的传输介质和通讯协议的不同，形成了多个技术路线，目前主流的工业以太网协议包括POWERLINK、EtherCAT、SERCOS III、PROFINET等。

为保证网络的实时性和同步性，各工业以太网协议都会提供一种同步机制，通过产生一个精确的同步信号用于同步网络中各从站节点。大体上，各工业以太网的从站同步模式可以归结为以下两种：

第1种：如图1所示，主站按照同步周期间隔性的产生同步信号。从站接收到同步信号后，首先需要将主站下发的数据存储到本地接收缓存区，此为T1时间；接着对本地接收缓存数据按照应用层协议进行解析，获得本地命令数据，此为T2时间；然后锁存主站索取的反馈数据至本地发送缓存区，供主站读取，此为T3时间。

第2种：如图2所示，主站在产生同步信号之前会产生一个数据帧到达信号，从站在接收到数据帧到达信号之后，将主站下发的数据存储到本地接收缓存区，然后等待同步信号的到来。当同步信号到达后，从站对本地接收缓存数据按照应用层协议进行解析，获得本地命令数据，然后锁存主站索取的反馈数据至本地发送缓存区，供主站读取。这种做法可以减少同步信号到达之后至命令数据有效之间的时间，从而进一步提高同步性能。

对于多轴伺服驱动器而言，在上述两种模式中，现有技术中通常采用应用层控制模块在第一次进入同步中断时计算多轴伺服驱动器的Tset，之后在每次进入同步中断时计算中断响应延时Δt1并根据Tset调整伺服程序定时周期，然而Tset是参考伺服时钟工作，而伺服时钟和从站时钟没有同步，随着时间的推移，各轴的Tset将发生不同的变化。因此，各轴的伺服中断程序之间是没有同步的。

发明内容

针对现有技术中的这些缺点，本发明的目的在于提供了一种多轴伺服驱动器同步系统控制方法，应用该方法可以确保在各轴伺服驱动器同步通信的过程中，同步过程中各周期互不干扰，且不会随着时间的推移导致各轴伺服中断程序之间依然同步，从而保证了数据和执行同步的准确性。

该方法为各轴伺服驱动器在同步信号SYNCEVT到达的同时，均重置伺服时钟，使得各轴伺服时钟在经过时间Tsync_off后才触发伺服中断程序；

其中时间Tsync_off满足下列条件：Tcycle-Tjitter-TservoTsync_off，Tcycle为伺服控制周期（即电流环周期），Tservo为伺服中断程序执行时间，Tjitter为同步信号SYNCEVT抖动时间；

其中时间Tsync_off满足下列条件：Tsync_offTexchange+Tjitter，Texchange为伺服驱动器主控模块和工业以太网协议模块进行数据交互，Tjitter为同步信号SYNCEVT抖动时间；