[发明专利]一种基于无线通讯的伺服电机控制装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于无线通讯的伺服电机控制装置及方法涉及一种无线通讯方法。该控制装置包括伺服电机和伺服驱动器，伺服电机和伺服驱动器间无线连接，其中伺服驱动器的伺服驱动器CPU与第一无线模块通讯，伺服电机的编码器CPU与第二无线模块通讯，第一无线模块与第二无线模块无线通讯。本发明减少伺服驱动器与伺服电机间电缆线连接，使伺服产品安装更简单；降低编码器断路、接触不良、电源不稳等故障率，保证产品正常工作；避免屏蔽线未接或者脱落引入干扰，提高产品可靠性。

技术领域

本发明涉及一种无线通讯方法，具体涉及一种基于无线通讯的伺服电机控制装置及方法。

背景技术

伺服电机(servomotor)是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。随着工业自动化技术进步和发展，伺服产品应用越来越广泛，大量用于数控机床、SCARA机器人、多关节机器人等工业智能装备产品。此类产品需要多个伺服电机同时配合工作，伺服驱动器和伺服电机之间不仅要有动力线连接同时还有刹车和编码器线连接。

现有的伺服电机控制多采用电缆连线的方式，如图1所示。如通过PLC控制器发送参数数据和控制信号，PLC控制器和传感器相连，传感器向PLC控制器发送检测信号，PLC控制器同时连接伺服驱动器，向伺服驱动器发送脉冲、方向信号，伺服电机向PLC控制器发送运行状态信号，伺服驱动器和伺服电机之间通过电缆相连，伺服驱动器向伺服电机发送控制信号，伺服电机上的编码器连接伺服驱动器，反馈位置信号给伺服驱动器，现有的PLC控制器的远程命令，多采用线缆远程传输。但伺服驱动器和伺服电机之间使用线缆连接，常存在以下问题：

(1)大量的电缆连接线给伺服产品安装带来了巨大挑战；

(2)机器人运行过程中编码器电缆连接线断路、短路、接触不良等故障几率极高；

(3)编码器连接线长导致编码器电源下降；

(4)绝对值编码器电池电压下降；

(5)编码器屏蔽线未接或者脱落引入干扰；

(6)在工况恶劣的状况下，线缆容易遭受腐蚀或者布置不方便。

以工业机器人为例的伺服设备中，伺服驱动器与伺服电机之间不仅有动力线连接，还有编码器线和刹车线相连，且同时需要多个电机连接同时配合工作，这样常常因为电缆线连接过多难于安装；而且设备在工作运行时因为编码器线连接部位比较脆弱，容易出现断路、短路、接触不良等现象；或者磨损编码器线导致屏蔽线断裂，这使得设备因编码器问题停止运转，影响生产。

现有的无线通信技术主要有Bluetooth、CDMA2000、GSM、Infrared(IR)、ISM、RFID、UMTS/3GPPw/HSDPA、UWB、WiMAX Wi-Fi和ZigBee。各种无线通信技术的适用频段、调制方式、最大作用距离、数据率和应用领域有所不同，无线通信数据率越高，作用距离就越短。如在现有技术中，蓝牙、WIFI等无线通讯方式技术十分成熟，广泛应用于各个领域之中。

发明内容

本发明的目的是，克服现有技术的不足，简化伺服电机和伺服驱动器之间的连接。

具体而言，本发明采用的技术方案是：在伺服驱动器和伺服电机设备内各设有传送信号的无线模块。如无线模块包括第一无线模块、第二无线模块，则将第一无线模块置于伺服驱动器内，第二无线模块置于伺服电机内。伺服驱动器与伺服电机间的信号传送具体步骤如下：

第一无线模块与第二无线模块进行点对点的无线连接；