[发明专利]伺服系统、电机、绝对式编码器及其信号处理电路

说明书

一种伺服系统、电机、绝对式编码器及其信号处理电路，包括第一接口(11)、主控元件(12)以及第二接口(14)，其中第一接口(11)用于连接绝对式编码器(20)的光电检测器(21)，并从光电检测器(21)接收光电信号，主控元件(12)分析光电信号得出电机转子的位置信号，主控元件(12)将位置信号封装成以太网通讯数据帧，并将以太网通讯数据帧由所述第二接口(14)发送至电机的伺服驱动器(30)。通过上述方式，通过以太网通讯数据帧进行传输位置信号，提高数据的传输速率，实时采集反馈位置信号。

技术领域

本发明实施例涉及编码器领域，特别是涉及一种伺服系统、电机、绝对式编码器及其信号处理电路。

背景技术

电机编码器是电机控制中必用的部件，用于实现对电机位置数据的反馈。目前位置反馈编码器信息主要分为如下两种编码器类型：

增量式编码器，在上电时不提供电机的绝对位置，需要回零来找原点。反馈增量的位置/角度信息，通过A、B、Z三条差分线缆反馈位置数据，位置分辨率取决于增量式编码器的线数。Z信号代表的是零位置，每旋转一周就产生一个Z脉冲；A、B信号是位置的编码信号，通过数A或者B的个数来判断编码器旋转的距离，通过A与B的相位关系判断电机的旋转方向。此编码器接口是TTL或HTL兼容的数字输出电平的数字脉冲，或者是正弦/余弦信号，使用差分线缆进行数据传输。

绝对式编码器，上电提供电机的绝对机械位置。绝对式编码器的电接口是基于纯数字协议的串行接口，主要使用RS485或者RS422差分信号做数据传输。而绝对式编码器目前常用串行总线来进行编码器反馈数据传输，其物理通讯速率比较慢，对于位置数据的采集频率收到严重的限制，不能够实时的采集反馈的位置数据，从而影响伺服驱动器的控制带宽和控制精度。

发明内容

本发明实施例提供一种伺服系统、电机、绝对式编码器及其信号处理电路，以解决现有技术的绝对式编码器通过串口总线进行编码器反馈数据传输，不能够实时的采集反馈的位置数据等问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例采用的一个技术方案是：提供一种信号处理电路：包括第一接口、主控元件以及第二接口，其中第一接口用于连接绝对式编码器的光电检测器，并从光电检测器接收光电信号，主控元件分析光电信号得出电机转子的位置信号，主控元件将位置信号封装成以太网通讯数据帧，并将以太网通讯数据帧由第二接口发送至电机的伺服驱动器。

其中，主控元件将位置信号封装成以太网通讯数据帧，包括：

主控元件将位置信号进行处理，以获得实时位置数据；

并将实时位置数据封装成以太网通讯数据帧。

其中，主控元件进一步根据位置信号计算速度数据；

并将速度数据封装成以太网通讯数据帧。

其中，主控元件为现场可编程门阵列电路，现场可编程门阵列电路包括主控单元、硬件抽象层配置单元、位置信号处理单元、速度信息计算单元、以太网协议栈单元，其中硬件抽象层配置单元用于对现场可编程门阵列电路及现场可编程门阵列电路的外围部件进行配置，主控单元用于控制位置信号处理单元对光电信号进行处理，进而获得实时位置数据，并进一步控制以太网协议栈单元将实时位置数据打包成以太网通讯数据帧。

其中，第二接口包括RJ45连接头，用于连接伺服驱动器。

其中，信号处理电路还进一步包括电源电路，电源电路用于通过第二接口接收外部供电，并进行电压转换后提供给主控元件。

其中，主控元件用于将以太网通讯数据帧通过第二接口发送至伺服驱动器，主控元件进一步通过第二接口从伺服驱动器接收控制指令，以根据控制指令执行相应的操作。