[实用新型]一种基于EtherCAT的多轴同步控制装置

权利要求书

1.一种基于EtherCAT的多轴同步控制装置，其特征在于：包括机械本体部分，交流伺服驱动部分和控制部分：

所述机械本体部分包括：

支撑台架和若干安装在所述支撑台架上的交流伺服电机；

所述交流伺服驱动部分包括：

若干与交流伺服电机一一对应连接的交流伺服驱动器从站，所述交流伺服驱动器从站工作在同步位置模式下，用于按照获得的脉冲信号输出位置，并分别输出对应交流伺服驱动器的光电编码器值、角速度值、力矩值；

所述控制部分包括：PC主站，通过网线与交流伺服驱动器从站连接，用于初始化EtherCAT网络、实现PC主站与交流伺服驱动器从站的主从站时钟同步、各交流伺服驱动器从站之间时钟同步、发送位置信号到各交流伺服驱动器从站、接收各交流伺服驱动器从站输出的各交流伺服电机的光电编码器值、角速度值、力矩值。

2.根据权利要求1所述的基于EtherCAT的多轴同步控制装置，其特征在于：所述支撑台架采用框架结构，该框架结构包括四条竖向支架、一上一下地水平设置在所述竖向支架上顶部平台和中部平台。

3.根据权利要求2所述的基于EtherCAT的多轴同步控制装置，其特征在于：所述支撑台架底部设置有四个使所述支撑台架移动的万向轮。

4.根据权利要求2所述的基于EtherCAT的多轴同步控制装置，其特征在于：所述交流伺服电机采用螺栓与所述支撑台架固定连接，所述交流伺服驱动器采用螺栓与所述支撑台架固定连接，交流伺服电机固定安装在所述支撑台架的顶部平面上，所述交流伺服驱动器从站固定安装在所述支撑台架的中部平面。

5.根据权利要求1所述的基于EtherCAT的多轴同步控制装置，其特征在于：所述交流伺服驱动器从站具有EtherCAT通信功能以及支持分布式时钟，每个交流伺服驱动器从站分别具有两个以太网端口：为端口0和端口1，所述端口0为数据输入端口，所述端口1为数据输出端口；每个交流伺服驱动器从站都为一个EtherCAT网络从站，所述 PC主站仅与第一个交流伺服驱动器从站通过网线连接，其余交流伺服驱动器从站之间通过网线串联连接，所述交流伺服驱动器从站直接处理由端口0接收的数据帧，并从数据帧中提取或插入相关的数据，然后将该数据帧传输到下一个交流伺服驱动器从站，最后一个交流伺服驱动器从站发回经过完全处理的数据帧，并由所连接的第一个交流伺服驱动器从站作为响应数据帧将其发送给PC主站，每个数据帧都可包含多个子数据帧，可对交流伺服驱动器从站的多个寄存器同时进行操作。

6.根据权利要求1所述的基于EtherCAT的多轴同步控制装置，其特征在于，所述的PC主站包括：

交流伺服电机转动位置控制模块，用于输出位置控制信号，控制各交流伺服电机转至相应的位置；

绝对式编码器信号读取模块，用于通过标准以太网线，对交流伺服驱动器从站处理过的各交流伺服电机的绝对式编码器信号进行读取；

角速度信号读取模块，用于通过标准以太网线，对交流伺服驱动器从站处理过的各交流伺服电机的角速度信号进行读取；

力矩信号读取模块，用于通过标准以太网线，对交流伺服驱动器从站处理过的各交流伺服电机的力矩信号进行读取；

以太网网络数据帧输出模块，用于初始化EtherCAT网络，进行交流伺服驱动器从站之间的从站时钟同步、PC主站与各交流伺服驱动器从站之间的主从站时钟同步。

7.根据权利要求1所述的基于EtherCAT的多轴同步控制装置，其特征在于；

所述PC主站为安装有intime实时操作系统和Windows系统的工业PC机，所述intime实时操作系统与Windows系统之间通过共享内存与邮箱进行通信与数据传输，通过以太网接口与网线连接各交流伺服驱动器从站，控制整个EtherCAT网络，最小采样周期为50微秒。