[发明专利]一种高速电主轴模块化多轴协同控制器

说明书

本发明涉及一种高速电主轴模块化多轴协同控制器，其包括的高速电主轴驱动器CPU主控板、多个高速电主轴驱动器功率模块和控制及功率电源模块均通过功率总线和高速通信总线由板卡接口连接到高速电主轴驱动器背板模块上；高速电主轴驱动器CPU主控板通过通信总线与现有计算机数控系统上层配套系统连接；若干高速电主轴驱动器功率模块通过高速电主轴驱动器背板模块和高速通信总线由高速电主轴驱动器CPU主控板进行协同控制；控制及功率电源模块用于将接收到的外部输入的交流电进行功率转换，输出直流24V逻辑控制和直流功率电，通过功率总线和高速电主轴驱动器背板模块把功率及控制能量传送到高速电主轴驱动器CPU主控板及每个高速电主轴驱动器功率模块内。

技术领域

本发明涉及一种协同驱动控制器，特别是关于一种高速电主轴模块化多轴协同控制器。

背景技术

现有的高速电主轴控制器基本都是独立的驱动器去驱动单个高速电主轴运行，对于一些机床上有需要用多个高速电主轴进行协同驱动控制时，每个独立的高速电主轴驱动器之间却不能进行实时的相互通讯，这种独立的高速电主轴驱动器往往在需要多个电主轴协同加工的机床上表现出的效果较差。

另一方面，目前机床越来越向着高集成化，高密度的方向发展，尤其高端机床对于体积的要求更是较为苛刻，因此机床中预留给高速电主轴控制器的空间大小就极为有限。并且对于多个独立安装的高速电主轴驱动器的可扩展性也较差。尤其对于多高速电主轴协同加工的机床，使用独立的高速电主轴驱动器组也存在较大的资源冗余，并且独立驱动器组的整体体积较大，成本也较高。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种高速电主轴模块化多轴协同控制器，其极大的节省了机床的空间，提高了利用率，节省了生产成本，并且机床中所有的高速电主轴都被该控制器统一协同控制，极大的提高了系统整体的稳定性。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种高速电主轴模块化多轴协同控制器，其包括高速电主轴驱动器CPU主控板、高速电主轴驱动器功率模块、控制及功率电源模块、高速电主轴驱动背板模块、功率总线和高速通信总线；所述高速电主轴驱动器功率模块设置为多个；所述高速电主轴驱动器CPU主控板、多个高速电主轴驱动器功率模块和控制及功率电源模块均通过所述功率总线和高速通信总线由板卡接口连接到所述高速电主轴驱动器背板模块上；所述高速电主轴驱动器CPU主控板通过通信总线与现有计算机数控系统上层配套系统连接，由此完成多个电主轴的实时协同控制；若干所述高速电主轴驱动器功率模块通过所述高速电主轴驱动器背板模块和高速通信总线由所述高速电主轴驱动器CPU主控板进行协同控制；所述控制及功率电源模块用于将接收到的外部输入的交流电进行功率转换，输出一路直流24V逻辑控制和一路直流功率电，通过所述功率总线和高速电主轴驱动器背板模块把功率及控制能量传送到所述高速电主轴驱动器CPU主控板及每个所述高速电主轴驱动器功率模块内。

进一步，所述高速电主轴驱动器CPU主控板包括母线保护电路、直流母线输入电路、24V逻辑电源输入接口、模拟输出接口、USB模块、CPU模块、EtherCAT接口、PLC连接接口、RS485\CAN接口、数码管显示模块和板级通讯接口；所述功率总线与所述母线输入电路和24V逻辑电源输入接口连接，传送电能到所述高速电主轴驱动器CPU主控板内；所述高速电主轴驱动器CPU主控板通过所述板级通信接口连接到所述高速电主轴驱动背板模块上进行数据通信；所述母线输入电路的输出端经所述母线保电路与所述CPU模块连接，所述模拟输出接口、USB模块、EtherCAT接口、PLC连接接口、RS485\CAN接口和数码管显示模块均与所述CPU模块进行通讯。

进一步，所述模拟输出接口用于输出高速电主轴运行时的模拟参数；所述CPU模块通过所述USB模块与外部PC进行信息传输；机床的计算机数控系统通过所述EtherCAT接口、PLC接口和RS485\CAN接口，经所述高速通信总线与所述CPU模块连接，传输相应的控制运行指令；所述数码管显示根据接收到的所述CPU模块传输至的信息，显示当前系统的运行状态。