[发明专利]机器人伺服电机的时间扩展控制周期

说明书

本公开涉及控制驱动器(2)的方法，该驱动器包括与机器人(5)中多个伺服电机(6)中的每个伺服电机相关联的相应的逆变器(3)。该方法包括针对逆变器中的每个逆变器中相应的半导体开关提供与开关实例的频率相对应的PWM频率，因此对于每个逆变器，时间被划分为形成逆变器的控制周期序列的连续控制周期，每个控制周期针对半导体开关中的每个半导体开关包含开关实例中的两个开关实例并且只包含所述开关实例中的两个开关实例。该方法还包括随时间扩展逆变器的相应的控制周期，使得每个逆变器的控制周期相对于功率转换器中的其他逆变器中的每个逆变器的控制周期进行时移。

技术领域

本公开涉及用于控制机器人伺服电机的驱动器的方法和设备。

背景技术

机器人(例如，机械臂)包括多个伺服电机，通常每个关节或轴有一个，这些伺服电机由机器人外部的驱动器控制。驱动器包括功率转换器，其每个伺服电机具有一个逆变器，该逆变器以适当地电气频率输出交流电(AC)以由伺服电机的伺服计算机控制的速度驱动伺服电机。所需的电气频率取决于所需的伺服电机的最大速度和所述伺服电机的极数目。为了产生电气频率，逆变器包括多个由脉冲宽度调制(PWM)技术控制的半导体开关，其中PWM开关频率适用于产生从每个逆变器输出的电气频率。因此，如果需要增加伺服电机的最大速度和/或如果使用极数目增加的伺服电机，那么PWM开关频率必须被相应地增加。然而，更高的PWM开关频率通常会导致更高的开关损耗和电磁兼容性(EMC)问题。

发明内容

本发明的目标是缓解由于机器人驱动器的PWM开关频率增加而导致的更严重的EMC问题。

根据本发明的一方面，提供了一种控制驱动器的方法，该驱动器包括功率转换器，该功率转换器包括与机器人中的多个伺服电机中的每个伺服电机相关联的相应的逆变器。该方法包括针对逆变器中的每个逆变器中相应的半导体开关提供与开关实例的频率相对应的PWM频率，因此对于每个逆变器，时间被划分为形成逆变器的控制周期序列的连续控制周期，每个控制周期针对半导体开关中的每个半导体开关包含开关实例中的两个开关实例并且只包含所述开关实例中的开关实例。该方法还包括随时间扩展逆变器的相应的控制周期序列，使得每个逆变器的控制周期相对于功率转换器中的其他逆变器中的每个逆变器的控制周期进行时移。该方法还包括根据扩展的控制周期向逆变器中的每个逆变器中的半导体开关发送触发脉冲。该方法还包括经由电气连接从逆变器中的每个逆变器向与逆变器相关联的伺服电机输出交流电，该交流电具有由逆变器响应于所发送的触发脉冲而形成的电气频率。

根据本发明的另一方面，提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机可执行组件，当计算机可执行组件在被包括在控制装置中的处理电路装置上运行时，使得控制装置执行本公开的方法的实施例。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于机器人中的多个伺服电机的驱动器。该驱动器包括功率转换器和控制装置，该功率转换器包括用于伺服电机中的每个伺服电机的一个相应的逆变器。该控制装置包括处理电路装置以及用于存储能够由所述处理电路装置执行的指令的数据存储，因此所述控制装置用于针对逆变器中的每个逆变器相应的半导体开关提供与开关实例的频率相对应的PWM频率，因此对于每个逆变器，时间被划分为形成逆变器的控制周期序列的连续控制周期，每个控制周期针对半导体开关中的每个半导体开关包含所述开关实例中的两个开关实例并且只包含所述开关实例中的两个开关实例。该控制装置还可操作为用于随时间扩展逆变器的相应的控制周期序列，使得每个逆变器的控制周期相对于功率转换器中的逆变器中的每个逆变器的控制周期进行时移。该控制装置还可操作为用于根据扩展的控制周期序列向逆变器中的每个逆变器的半导体开关发送触发脉冲。该控制装置还可操作为用于经由电气连接从逆变器中的每个逆变器向与逆变器相关联的伺服电机输出交流电，该交流电具有由逆变器响应于发送的触发脉冲而形成的电气频率。

根据本发明的另一方面，提供了包括本公开的驱动器的实施例的机器人装置、包括伺服电机的机器人以及在逆变器与逆变器的相应的相关联电机之间的电气连接。