專利名稱：多軸硬件同步裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種控制裝置，特別是一種多軸硬件同步裝置。
背景技術：
隨著科技日新月異的發(fā)展，人們對生產裝備的要求也越來越高，同時勞動力資 源短缺的矛盾也逐漸顯露出來，低效的手工裝盒手段嚴重束縛了包裝行業(yè)的全面進步，再 也不能適應現代化的發(fā)展趨勢，成了迫切需要解決的問題。全自動立式裝盒系統(tǒng)的出現使 這些問題迎刃而解。作為該系統(tǒng)關鍵技術之一的多軸硬件聯(lián)動技術，其技術指標直接關系 到整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性及響應速度。如何方便地實現高精度、高效率、高柔性的多軸聯(lián)動成為 一個有待深入探討的課題。在工業(yè)控制應用中，伺服電機間的傳動關系不外乎兩種情況獨立傳動和同步傳 動。而同步傳動又可細分為并行傳動和主從傳動。在大多數包裝設備的多軸聯(lián)動控制中，驅 動與驅動之間可以看作是按不同速比要求配置的主從傳動控制，即確定一臺主令電機后， 其他各電機均跟隨主令電機做相應動作。實質上，這種主從傳動控制就是一個頻率跟蹤系 統(tǒng)的模型。以往在處理伺服電機間同步傳動的問題時，經常使用一些軟件插補的算法，如時 間分割法、數字積分法、脈沖增量法等。在經濟型控制系統(tǒng)中，即便算法非常簡單，整個系統(tǒng) 的運行速度也會受到CPU指令周期和中斷響應周期延遲的限制，加之由于指令脈沖、反饋 脈沖和光電編碼器的限制，往往難以保證指令最小計數單位與最小檢測計數單位相匹配， 從而影響插補度，給設備的設計與調試帶來不便。這些傳統(tǒng)的補差方法還存在一個共同的 問題就是脈沖分配不均，造成了設備的穩(wěn)定性差、噪聲水平偏高等問題。綜上，這些性能上的瓶頸限制了它們在一些性能及響應度要求較高的包裝設備上 的應用。

實用新型內容為了解決上述的技術問題，本實用新型的目的是提供一種結構簡單、性價比高的 多軸硬件同步裝置。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是多軸硬件同步裝置，包括控制器，所述控制器的輸出端連接有至少兩個驅動器，所 述控制器的輸出端通過兩路差分信號與首級驅動器A的輸入端連接，所述首級驅動器A的 輸出端通過兩路差分信號與末級驅動器B的輸入端連接。進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述首級驅動器A的輸出端為兩路差分信號產生電路。進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述末級驅動器B的輸入端為接收兩路差分信號的 運算放大器電路。本實用新型的有益效果是本實用新型的伺服電機基于硬件同步的控制系統(tǒng)不僅擺脫了軟件插補在性能上的種種限制，也大大節(jié)省了硬件成本，簡化了軟件的復雜程度。符 合BZH12型全自動立式裝盒系統(tǒng)模塊化設計的理念，以適應不同客戶的彈性工藝要求。實 驗表明，該系統(tǒng)大大提高了設備的性能指標和響應速度，能夠很好的滿足BZH12型全自動 立式裝盒系統(tǒng)的性能要求。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。

圖1是本實用新型的硬件方框圖；圖2是本實用新型的正轉驅動波形圖；圖3是本實用新型的反轉驅動波形圖；圖4是本實用新型的末級驅動器B的輸入端兩相脈沖波形圖。
具體實施方式
參照圖1，多軸硬件同步裝置，包括控制器1，所述控制器1的輸出端連接有至少兩 個驅動器，所述控制器1的輸出端通過兩路差分信號與首級驅動器A2的輸入端連接，所述 首級驅動器A2的輸出端通過兩路差分信號與末級驅動器B3的輸入端連接。進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述首級驅動器Al的輸出端為兩路差分信號產生 電路4。進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述末級驅動器B3的輸入端為接收兩路差分信號 的運算放大器電路5。伺服電機基于硬件同步的控制簡單的說就是確定主令電機后，脈沖輸出給主令伺 服電機A，伺服電機A的分頻輸出信號作為伺服電機B的脈沖輸入信號，依次類推，從而實現 硬件上的同步關聯(lián)。如圖1所示，這種方法令我們只需使用單軸控制器就能完成多軸聯(lián)動 的復雜控制，大大節(jié)省了硬件上的成本開支。就BZH12型全自動立式裝盒系統(tǒng)而言，柔性抓瓶輸送單元與紙盒成型單元、紙盒 輸送單元、紙盒折邊單元及紙盒噴膠壓合單元間均為存在相應速比關系的主從控制，我們 將脈沖輸出給柔性抓瓶輸送單元的伺服電機，定義其為主令電機，將其分頻輸出信號作為 紙盒成型單元的脈沖輸入信號，其它運動單元的伺服電機同理跟隨。當向柔性抓瓶輸送單 元的伺服電機輸入如圖2曲線的脈沖命令時，紙盒成型單元的指令脈沖A6和指令脈沖B7 時序圖即如圖3所示，通過對分頻比、編碼器輸出方向及倍頻的調節(jié)，根據公式分頻輸出信號頻率=電機編碼器分辨率*分頻比*倍頻*電機轉速/60。本實用新型裝置便可以對各個運動單元的跟隨關系做出相應調整，以適應整個裝 盒系統(tǒng)的工藝要求。以上是對本實用新型的較佳實施進行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實 施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本實用新型精神的前提下還可作出種種的等同變形 或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權利要求所限定的范圍內。
權利要求1.多軸硬件同步裝置，其特征在于包括控制器(1)，所述控制器(1)的輸出端連接有 至少兩個驅動器，所述控制器(1)的輸出端通過兩路差分信號與首級驅動器A (2)的輸入 端連接，所述首級驅動器A (2)的輸出端通過兩路差分信號與末級驅動器B (3)的輸入端 連接。
2.根據權利要求1所述的多軸硬件同步裝置，其特征在于所述首級驅動器A(1)的 輸出端為兩路差分信號產生電路(4)。
3.根據權利要求1所述的多軸硬件同步裝置，其特征在于所述末級驅動器B(3)的 輸入端為接收兩路差分信號的運算放大器電路(5 )。
專利摘要本實用新型公開了一種多軸硬件同步裝置，包括控制器，所述控制器的輸出端連接有至少兩個驅動器，所述控制器的輸出端通過兩路差分信號與首級驅動器A的輸入端連接，所述首級驅動器A的輸出端通過兩路差分信號與末級驅動器B的輸入端連接。本實用新型的伺服電機基于硬件同步的控制系統(tǒng)不僅擺脫了軟件插補在性能上的種種限制，也大大節(jié)省了硬件成本，簡化了軟件的復雜程度。符合BZH12型全自動立式裝盒系統(tǒng)模塊化設計的理念，以適應不同客戶的彈性工藝要求。實驗表明，該系統(tǒng)大大提高了設備的性能指標和響應速度，能夠很好的滿足BZH12型全自動立式裝盒系統(tǒng)的性能要求。本實用新型作為一種多軸硬件同步裝置應用于全自動立式裝盒系統(tǒng)中。
文檔編號H02P5/50GK201878073SQ20102066363
公開日2011年6月22日 申請日期2010年12月16日 優(yōu)先權日2010年12月16日
發(fā)明者張劍, 韓俊 申請人:廣州廣富裝卸箱機械有限公司