一种基于EtherCat总线的步进驱动器制造技术

本实用新型专利技术实施例公开了一种基于EtherCat总线的步进驱动器，若干个步进驱动器串联，第一个步进驱动器与主机连接，各步进驱动器分别连接一步进电机；步进驱动器包括一电路板，电路板上设置有：第一水晶头、第二水晶头、驱动器和微处理器；第一水晶头连接主机或其他步进驱动器的第二水晶头，第二水晶头连接其他步进驱动器的第一水晶头，驱动器连接第一水晶头、第二水晶头和微处理器；驱动器与主机进行EtherCat通讯，将控制指令传输给微处理器和所接的步进驱动器；微处理器输出PWM脉冲给驱动器驱动步进电机工作。多个步进驱动器同时控制工作，解决了现有不能实现一台主机同时对多台步进伺服驱动器进行控制的问题。

A stepping driver based on EtherCat bus

The embodiment of the utility model discloses a stepping driver based on the EtherCat bus. A number of stepping drivers are connected in series. The first stepping driver is connected with the host computer, and each stepping driver is connected with a stepping motor respectively. Drivers and microprocessors; the first crystal head connects to the second crystal head of the host or other stepping driver; the second crystal head connects to the first crystal head of the other stepping driver; the driver connects to the first crystal head, the second crystal head and the microprocessor; the driver communicates with the host by EtherCat to transmit control instructions to the microprocessor. The microprocessor outputs PWM pulses to the driver to drive the stepping motor. Multiple stepping drivers are controlled at the same time, which solves the problem that one host can not control multiple stepping servo drivers at the same time.

【技术实现步骤摘要】
一种基于EtherCat总线的步进驱动器
本技术涉及电机控制领域，尤其涉及一种基于EtherCat总线的步进驱动器。
技术介绍
目前，步进控制系统大多不具备EtherCat总线的功能。在多轴步进伺服电机的场合下，EtherCat总线与传统的步进伺服驱动器相比，不需要大量的信号发生器，节约成本且少了繁琐的操作。但国内电机控制领域对EtherCat总线的开发和应用尚处于起步阶段，技术不够成熟，在高速运转时效果不理想，还不能实现一台主机同时对多台步进伺服驱动器进行控制。
技术实现思路
针对上述技术问题，本技术实施例提供了一种基于EtherCat总线的步进驱动器，以解决现有不能实现一台主机同时对多台步进伺服驱动器进行控制的问题。本技术实施例提供一种基于EtherCat总线的步进驱动器，若干个步进驱动器串联，第一个步进驱动器与主机连接，各步进驱动器分别连接一步进电机；所述步进驱动器包括一电路板，所述电路板上设置有：第一水晶头、第二水晶头、驱动器和微处理器；所述第一水晶头连接主机或其他步进驱动器的第二水晶头，第二水晶头连接其他步进驱动器的第一水晶头，驱动器连接第一水晶头、第二水晶头和微处理器；所述驱动器通过第一水晶头与主机进行EtherCat通讯，将主机输出的控制指令传输给微处理器、还通过第二水晶头传输给所连接的步进驱动器；微处理器根据控制指令对相应的工作参数进行设置和调整，输出对应的PWM脉冲给驱动器；驱动器根据PWM脉冲驱动步进电机工作。可选地，所述的基于EtherCat总线的步进驱动器中，所述驱动器的型号为lan9252，使用以太网数据帧传输控制指令。可选地，所述的基于EtherCat总线的步进驱动器中，所述步进驱动器还包括存储器，用于设置存储区域存储EtherCat数据帧的子报文。可选地，所述的基于EtherCat总线的步进驱动器中，所述微处理器还接收用户设置的细分的时间对PWM脉冲的电流进行细分。可选地，所述的基于EtherCat总线的步进驱动器中，所述水晶头为RJ45水晶头。可选地，所述的基于EtherCat总线的步进驱动器中，所述RJ45水晶头的外壳通过一个电阻连接至电路板的接地脚。本技术实施例提供的技术方案中，若干个基于EtherCat总线的步进驱动器串联，第一个步进驱动器与主机连接，各步进驱动器分别连接一步进电机；所述步进驱动器包括一电路板，所述电路板上设置有：第一水晶头、第二水晶头、驱动器和微处理器；所述第一水晶头连接主机或其他步进驱动器的第二水晶头，第二水晶头连接其他步进驱动器的第一水晶头，驱动器连接第一水晶头、第二水晶头和微处理器；所述驱动器通过第一水晶头与主机进行EtherCat通讯，将主机输出的控制指令传输给微处理器、还通过第二水晶头传输给所连接的步进驱动器；微处理器根据控制指令对相应的工作参数进行设置和调整，输出对应的PWM脉冲给驱动器；驱动器根据PWM脉冲驱动步进电机工作。多个步进驱动器同时控制工作，解决了现有不能实现一台主机同时对多台步进伺服驱动器进行控制的问题。并且相比现有的脉冲加方向式步进驱动器，大大节约了成本。附图说明图1为本技术实施例中基于EtherCat总线的步进驱动器的结构框图。图2为本技术实施例中基于EtherCat总线的步进驱动器中的EtherCat数据帧的结构图。图3为本技术实施例中步进电机的细分示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参阅图1，本技术实施例中提供的基于EtherCat总线的步进驱动器，若干个基于EtherCat总线的步进驱动器(图中示出步进驱动器1～3)串联，其中的第一个步进驱动器(即步进驱动器1)与主机连接，各步进驱动器分别连接一步进电机；所述步进驱动器包括一电路板，所述电路板上设置有：第一水晶头10、第二水晶头20、驱动器30和微处理器40；所述第一水晶头10连接主机或其他步进驱动器的第二水晶头20，第二水晶头20连接其他步进驱动器的第一水晶头10，驱动器30连接第一水晶头10、第二水晶头20和微处理器40。驱动器30通过第一水晶头10与主机进行EtherCat通讯，将主机输出的控制指令传输给微处理器40、还通过第二水晶头20传输给所连接的步进驱动器；微处理器40根据控制指令对相应的工作参数进行设置和调整，输出对应的PWM脉冲给驱动器30；驱动器30根据PWM脉冲驱动步进电机工作。以步进驱动器1～3为例，步进驱动器与主机之间，各步进驱动器之间的连接具体为：步进驱动器1的第一水晶头连接主机，步进驱动器1的第二水晶头连接步进驱动器2的第一水晶头，步进驱动器2的第二水晶头连接步进驱动器3的第一水晶头，以此类推。各个步进驱动器之间通过相应的水晶头串行连接，这样只需一个主机一个接口便可以同时控制多个步进驱动器。多个步进驱动器同时控制工作，相比现有的脉冲加方向式步进驱动器，大大节约了成本；并且在主机上设置好每一个步进驱动器的参数即可同时运行，操作非常方便。其中，所述驱动器30采用型号为lan9252的芯片及其外围电路(其为现有技术，包括2.5MHZ的晶振)构成EtherCAT总线电路。所述微处理器40的型号可以使DSP或者arm内核的32位单片机。驱动器30和微处理器40采用EtherCat总线技术，EtherCat使用以太网数据帧进行传输。如图2所示，帧的类型固定为0x88a4，EtherCat数据帧中包含两个字节的EtherCat帧头和44～1498字节的EtherCat数据。则所述步进驱动器还包括存储器50，用于设置存储区域存储EtherCat数据帧的子报文。EtherCat数据区域由一个或者多个子报文组成，每一个子报文对应一个从站的存储区域。在EtherCAT伺服驱动控制协议中使用的是COE控制应用协议，支持CANopen协议中的CIA402和SERCOS协议的应用层，可兼容性强。现有的一些PLC(可编程逻辑控制器)均支持EtherCAT总线技术，因此在步进驱动器上还可以由PLC控制。本实施例的步进电机为两相步进电机，其运行时如果不做电流处理就会一步一步非常震动的运行。需将AB两相的电流做成正弦相位差90°的方式，通过矢量合成将每一步平稳的运行下去。理想情况下，电流符合正弦函数，但是实际情况电流的设置是离散的。为了让电流趋于平稳，本实施例的微处理器40能进行细分设置，如图3所示，t0便是每一个细分使用的时间，当t0趋于无穷小，可认为其是正弦信号，最大电流Imax为正弦信号的峰值。微处理器40根据用户设定的细分的时间进行细分，即接收用户设置的细分的时间对PWM脉冲的电流进行细分，这样采用纯正弦电流矢量控制步进电机能有效降低步进电机的发热。进一步实施例中，还可加入微细分，在t0中再次细分，以解决用户在步进电机运行速度小、设置细分小的情况下造成的步进电机运行不平滑的问题。当速度较快，用户设置细分足够的情况下，再设置微细分会造成微处理器负荷过大，进而出现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于EtherCat总线的步进驱动器，其特征在于，若干个步进驱动器串联，第一个步进驱动器与主机连接，各步进驱动器分别连接一步进电机；所述步进驱动器包括一电路板，所述电路板上设置有：第一水晶头、第二水晶头、驱动器和微处理器；所述第一水晶头连接主机或其他步进驱动器的第二水晶头，第二水晶头连接其他步进驱动器的第一水晶头，驱动器30连接第一水晶头、第二水晶头和微处理器；所述驱动器通过第一水晶头与主机进行EtherCat通讯，将主机输出的控制指令传输给微处理器、还通过第二水晶头传输给所连接的步进驱动器；微处理器根据控制指令对相应的工作参数进行设置和调整，输出对应的PWM脉冲给驱动器；驱动器根据PWM脉冲驱动步进电机工作。

【技术特征摘要】
1.一种基于EtherCat总线的步进驱动器，其特征在于，若干个步进驱动器串联，第一个步进驱动器与主机连接，各步进驱动器分别连接一步进电机；所述步进驱动器包括一电路板，所述电路板上设置有：第一水晶头、第二水晶头、驱动器和微处理器；所述第一水晶头连接主机或其他步进驱动器的第二水晶头，第二水晶头连接其他步进驱动器的第一水晶头，驱动器30连接第一水晶头、第二水晶头和微处理器；所述驱动器通过第一水晶头与主机进行EtherCat通讯，将主机输出的控制指令传输给微处理器、还通过第二水晶头传输给所连接的步进驱动器；微处理器根据控制指令对相应的工作参数进行设置和调整，输出对应的PWM脉冲给驱动器；驱动器根据PWM脉冲驱动步进电机工作。2.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢海，刘建宝，
申请(专利权)人：深圳市青蓝自动化科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44