伺服驱动位置断电保存记忆方法及其实现.pdf

F.
技术前沿
ORWARD TECHNOLOGY
记肓法反目实现
伺服驱动影位置師
文/陈忠
摘要:介绍了一种通过在伺服驱动器内部集成的系统的绝对位置,一般采用绝对式光电编码器,以保
硬件检测设备和软件检测方法相互配合,来实现伺服证系统在断电再上电后能准确的记忆系统的位置。绝
位置控制系统断电保存的新型记忆装置和方法
对式光电编码器如图1所示,他是通过读取编码盘上
关键词:伺服驱动器位置断电保存记忆方法
的二进制的编码信息来表示绝对位置信息的。
编码盘是按照一定的编码形式制成的圆盘。图
是二进制的编码盘,图中空白部分是透光的,用“0
引言:
来表示;涂黑的部分是不透光的,用“1”来表示。
随着大型机械加工设备在机械加工领域的应用,通常将组成编码的圆圈称为码道,每一个码道对应表
使得大型机械加工零部件的加工不可能在短期内完示二进制数的一位,其中最外侧的是最低位,最里侧
成,而操作人员又不可能连续工作。所以当大型机械的是最高位。如果编码盘有4个码道,则由里向外的
加工零部件在加工到一半时就断电的情况会不断发码道分别表示为二进制的23、22、21和20,4位
生,这就要求能时刻记忆系统的绝对位置,以保证在二进制可形成16个二进制数,因此就将圆盘划分16
重新上电后系统能继续加工未完成的机械零部件。而个扇区,每个扇区对应一个4位二进制数,如000
在经济型的机械加工位置伺服控制系统中,对于系统0001、…、1111
成本有着较高的要求,这对于高成本的基于绝对式光
电编码器的位置断电保存记忆法就不太适用。
本文介绍的应用在经济型机械加工位置伺服控制
系统中的位置断电保存记忆方法及其实现的目的就是
O
提供一种低成本,高可靠性的位置断电保存记忆方法,
以适应经济型的位置伺服控制系统对于系统位置断电
保存的要求。
b)
一、概述:
按照码盘上形成的码道,再配置相应的光电传感
在目前的位置伺服控制系统中,要想能时刻记忆器,包括光源、透镜、码盘、光敏二极管和驱动电子
?62?第09期数控机床市场
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线路。当码盘旋转到一定的角度时,扇区中透光的码道所对应的光敏二极管导通,输出低电平“0”,遮光的
码道对应的光敏二极管不导通,输出高电平“1”,这样形成与编码方式一致的高、低电平输出,从而获得扇
区的位置脚
二进制码盘的主要缺点是码道图案的变化数目不明确,输出电平变化频繁,在使用中会产生较多的误差。
同时一般绝对式光电编码器价格较高,一般需要六七百圆,同时还需要专门的通讯协议和通讯解码芯片以及
外挂电池(在系统断电时对绝对式光电编码器供电)。这不但造成系统成本明显上升,对于不同类型的绝对式
光电编码器,还需要编制专门的通讯协议软件,对于系统实现造成了很大的不便。
而通过在伺服驱动器内部集成的硬件检测设备和软件检测方法再加上伺服控制和驱动单元作为硬件基础,
再配以伺服交流永磁同步电动机电机和增量式光电编码器,就可以实现位置伺服控制驱动系统中断电位置保
存记忆功能。该技术方案比传统的位置断电保存记忆方法成本下降了约30%,可靠性也有了显著的提高,功
能更完善,保护措施也进一步提高,具有极高的性价比。
伺服驱动器位置断电保存记忆方法的介绍:
伺服驱动器位置断电保存记忆方法是以伺服驱动器内的伺服控制和驱动单元加上伺服交流永磁同步电动
机电机和增量式光电编码器作为硬件基础,再配以伺服驱动器内部安装的断电位置保存记忆装置以及对应的
软件检测与位置保存方法来实现位置伺服控制驱动系统中断电位置保存记忆功能。整个系统实现框图,如图-2
所示:
ーーー=ー
断电位置保存记忆装置
电压检
电容电测铁电御机械抱
芯片
存储单元储芯片」闸器
电容电源
保存系统位置
伺服拴
相主电函制和
送出电机抱闸信号
动单元
电机
増量式光
电机主电源
电编码器
机械负
机械连接
机械连接
反馈位置信息
图-2系统实现框图
系统实现框图中的断电位置保存记忆硬件装置是本发明实现的重要硬件基础,他主要由电压检測集成芯
片、铁电存储芯片和电容电源存储单元和机械抱闸器构成。
在断电位置保存记忆硬件装置中的铁电存储芯片是专门用来保存系统位置的存储设备。铁电存储芯片是
用先进的铁电技术制造的非易失性的记忆体,它可以像RAM一样快速读写,保存一个32位系统位置数据仅
需要1uS,数据在掉电后可以保存10年,比其他数据存储器读写速度更快,更可靠,也更方便使用。伺服驱
动器在重新上电后,就可以方便的从铁电存储芯片中读取保存的电机机械位置,使整个数控系统可以继续加
工机械零部件。
在断电位置保存记忆硬件装置中的机械抱闸器主要是由电信号控制的一种机械制动抱闸设备,在伺服控
制单元中的主要控制器件数字信号处理器(DSP)芯片在确认电机已经停止后,就送出机械制动抱闸设备的
闭合信号,使电机牢牢的被机械制动抱闸设备锁住,这样就保证电机的机械位置在系统失去电源后不在发生
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