(12)实用新型专利
(10)授权公告号 CN 208767906 U(45)授权公告日 2019.04.19
(21)申请号 201821335077.4(22)申请日 2018.08.17
(66)本国优先权数据
201820880810.4 2018.06.05 CN
(73)专利权人 深圳市杰美康机电有限公司
地址 518000 广东省深圳市宝安区新安街
道留仙二路鸿威工业园1栋101厂房2楼(72)发明人 王申相 敬伟
(74)专利代理机构 佛山览众深联知识产权代理
事务所(普通合伙) 44435
代理人 刘先珍(51)Int.Cl.
H02K 5/22(2006.01)H02K 11/33(2016.01)
(54)实用新型名称
一种集成式智能ETHERCAT总线混合式步进伺服电机(57)摘要
本实用新型公开了一种集成式智能ETHERCAT总线混合式步进伺服电机，电机主体表面设置有电机驱动器，电机主体的输出轴传动连接电机轴；电机驱动器上设置有电源接口、LED指示灯、控制旋钮、第一ETHERCAT总线接口、第二ETHERCAT总线接口和连接器引脚接口，电机驱动器内置驱动器电路板；驱动器电路板上设置有电源接口电路、ETHERCAT总线电路、连接器引脚电路、直流电源电路、内部逻辑电源电路、电压温度检测电路、DSP主控器电路、光耦电路、数字滤波电路、软件滤波电路、指示灯电路、过流检测电路、脉宽调制电路、编码器电路和电机轴电路；本实用新型节约安装空间、简化繁琐的接线，节省了设计成本及设备的维护成本，加速本装置向小型化，高性能，高稳定性方向发展。
权利要求书1页 说明书3页 附图1页
CN 208767906 UCN 208767906 U
权 利 要 求 书
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1.一种集成式智能ETHERCAT总线混合式步进伺服电机，包括电机主体(1)、电机驱动器(2)和电机轴(3)；其特征在于：所述电机主体(1)一侧表面设置有电机驱动器(2)，所述电机主体(1)的输出轴传动连接电机轴(3)；所述电机驱动器(2)上设置有电源接口(21)、LED指示灯(22)、控制旋钮(23)、第一ETHERCAT总线接口(24)、第二ETHERCAT总线接口(25)和连接器引脚接口(26)，所述电机驱动器(2)内置驱动器电路板(27)；所述驱动器电路板(27)上设置有电源接口电路(271)、ETHERCAT总线电路(272)、连接器引脚电路(273)、直流电源电路(274)、内部逻辑电源电路(275)、电压温度检测电路(276)、DSP主控器电路(277)、光耦电路(278)、数字滤波电路(279)、软件滤波电路(280)、指示灯电路(281)、过流检测电路(282)、脉宽调制电路(283)、编码器电路(284)和电机轴电路(285)。
2.根据权利要求1所述的一种集成式智能ETHERCAT总线混合式步进伺服电机，其特征在于：所述电源接口(21)电连接电源接口电路(271)，所述第一ETHERCAT总线接口(24)和第二ETHERCAT总线接口(25)电连接ETHERCAT总线电路(272)，所述连接器引脚接口(26)电连接连接器引脚电路(273)，所述电机轴电路(285)电连接电机轴(3)。
3.根据权利要求1所述的一种集成式智能ETHERCAT总线混合式步进伺服电机，其特征在于：所述电源接口电路(271)和ETHERCAT总线电路(272)的输出端电连接直流电源电路(274)，所述直流电源电路(274)的输出端电连接内部逻辑电源电路(275)、电压温度检测电路(276)和脉宽调制电路(283)。
4.根据权利要求1所述的一种集成式智能ETHERCAT总线混合式步进伺服电机，其特征在于：所述ETHERCAT总线电路(272)、内部逻辑电源电路(275)、电压温度检测电路(276)和脉宽调制电路(283)的输出端信号连接DSP主控器电路(277)。
5.根据权利要求1所述的一种集成式智能ETHERCAT总线混合式步进伺服电机，其特征在于：所述连接器引脚电路(273)、光耦电路(278)、数字滤波电路(279)、软件滤波电路(280)和DSP主控器电路(277)依次信号连接。
6.根据权利要求1所述的一种集成式智能ETHERCAT总线混合式步进伺服电机，其特征在于：所述指示灯电路(281)、过流检测电路(282)和编码器电路(284)的采集端和DSP主控器电路(277)电连接。
7.根据权利要求1所述的一种集成式智能ETHERCAT总线混合式步进伺服电机，其特征在于：所述脉宽调制电路(283)和编码器电路(284)的输出端电连接电机轴电路(285)。
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说 明 书
一种集成式智能ETHERCAT总线混合式步进伺服电机
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技术领域
[0001]本实用新型涉及一种伺服电机，尤其是涉及一种集成式智能ETHERCAT总线混合式步进伺服电机，涉及自动化控制领域。背景技术
[0002]原有的混合式步进伺服驱动器和混合式步进伺服电机是分开的，虽然现有的智能混合式步进伺服驱动器已经集成了驱动功能，但是整体所占用空间还是比较大，原有的混合式步进伺服驱动系统采用高速脉冲口和I/O口的控制方式，抗干扰差，接线复杂，重度依赖硬件，并对控制器的依赖高，实现多轴联调成本高，网络复杂，不便于设备的维护和保养。ETHERCAT(以太网控制自动化技术)是一个以以太网为基础的开放架构的现场总线系统，ETHERCAT名称中的CAT为Control Automation Technology(控制自动化技术)首字母的缩写。最初由德国倍福自动化有限公司研发。ETHERCAT为系统的实时性能和拓扑的灵活性树立了新的标准，同时，它还符合甚至降低了现场总线的使用成本。ETHERCAT的特点还包括高精度设备同步，可选线缆冗余和功能性安全协议。原有的一种一体化智能CAN总线混合式步进伺服电机，将CAN总线技术和伺服电机驱动器技术相结合，提高了伺服电机的智能效果，现在将ETHERCAT总线和步进伺服电机驱动器相结合的设计方式，使得原来CAN的通讯频率1M升级为ETHERCAT通讯频率为100M，使得通讯效果提升更加明显。实用新型内容
[0003]本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种集成式智能ETHERCAT总线混合式步进伺服电机，从而解决上述问题。[0004]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种集成式智能ETHERCAT总线混合式步进伺服电机，包括电机主体、电机驱动器和电机轴；所述电机主体一侧表面设置有电机驱动器，所述电机主体的输出轴传动连接电机轴；所述电机驱动器上设置有电源接口、LED指示灯、控制旋钮、第一ETHERCAT总线接口、第二ETHERCAT总线接口和连接器引脚接口，所述电机驱动器内置驱动器电路板；所述驱动器电路板上设置有电源接口电路、ETHERCAT总线电路、连接器引脚电路、直流电源电路、内部逻辑电源电路、电压温度检测电路、DSP主控器电路、光耦电路、数字滤波电路、软件滤波电路、指示灯电路、过流检测电路、脉宽调制电路、编码器电路和电机轴电路。
[0005]作为本实用新型的一种优选技术方案，所述电源接口电连接电源接口电路，所述第一ETHERCAT总线接口和第二ETHERCAT总线接口电连接ETHERCAT总线电路，所述连接器引脚接口电连接连接器引脚电路。
[0006]作为本实用新型的一种优选技术方案，所述电源接口电路和ETHERCAT总线电路的输出端电连接直流电源电路，所述直流电源电路的输出端电连接内部逻辑电源电路、电压温度检测电路和脉宽调制电路。
[0007]作为本实用新型的一种优选技术方案，所述ETHERCAT总线电路、内部逻辑电源电
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说 明 书
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路、电压温度检测电路和脉宽调制电路的输出端信号连接DSP主控器电路。[0008]作为本实用新型的一种优选技术方案，所述连接器引脚电路、光耦电路、数字滤波电路、软件滤波电路和DSP主控器电路依次信号连接。[0009]作为本实用新型的一种优选技术方案，所述指示灯电路、过流检测电路和编码器电路的采集端和DSP主控器电路电连接。
[0010]作为本实用新型的一种优选技术方案，所述脉宽调制电路和编码器电路的输出端电连接电机轴电路。
[0011]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型融合了步进伺服电机与驱动控制技术于一体，节约了安装空间、简化了繁琐的接线并大大节省了设计成本及设备的维护成本，是智能制造行业应用步进伺服系统方案时的首选，同时采用ETHERCAT总线的通讯协议，使得通讯频率相交CAN总线1M提升了十倍，提升了通讯效果，加速了智能装备向小型化，高性能，高稳定性方向发展。附图说明
[0012]附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：[0013]图1为本实用新型主体结构示意图；
[0014]图2为本实用新型所述驱动电路板工作原理图；[0015]图中1、电机主体；2、电机驱动器；21、电源接口；22、LED指示灯；23、控制旋钮；24、第一ETHERCAT总线接口；25、第二ETHERCAT总线接口；26、连接器引脚接口；27、驱动器电路板；271、电源接口电路；272、ETHERCAT总线电路；273、连接器引脚电路；274、直流电源电路；275、内部逻辑电源电路；276、电压温度检测电路；277、DSP主控器电路；278、光耦电路；279、数字滤波电路；280、软件滤波电路；281、指示灯电路；282、过流检测电路；283、脉宽调制电路；284、编码器电路；3、电机轴。具体实施方式
[0016]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。[0017]实施例1
[0018]如图1-2所示，本实用新型提供一种集成式智能ETHERCAT总线混合式步进伺服电机，包括电机主体1、电机驱动器2和电机轴3；电机主体1一侧表面设置有电机驱动器2，电机主体1的输出轴传动连接电机轴3；电机驱动器2上设置有电源接口21、LED指示灯22、控制旋钮23、第一ETHERCAT总线接口24、第二ETHERCAT总线接口25和连接器引脚接口26，电机驱动器2内置驱动器电路板27；驱动器电路板27上设置有电源接口电路271、ETHERCAT总线电路272、连接器引脚电路273、直流电源电路274、内部逻辑电源电路275、电压温度检测电路276、DSP主控器电路277、光耦电路278、数字滤波电路279、软件滤波电路280、指示灯电路281、过流检测电路282、脉宽调制电路283、编码器电路284和电机轴电路285。
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说 明 书
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电源接口21电连接电源接口电路271，第一ETHERCAT总线接口24和第二ETHERCAT
总线接口25电连接ETHERCAT总线电路272，连接器引脚接口26电连接连接器引脚电路273；电源接口电路271和ETHERCAT总线电路272的输出端电连接直流电源电路274，直流电源电路274的输出端电连接内部逻辑电源电路275、电压温度检测电路276和脉宽调制电路283；ETHERCAT总线电路272、内部逻辑电源电路275、电压温度检测电路276和脉宽调制电路283的输出端信号连接DSP主控器电路277；连接器引脚电路273、光耦电路278、数字滤波电路279、软件滤波电路280和DSP主控器电路277依次信号连接；指示灯电路281、过流检测电路282和编码器电路284的采集端和DSP主控器电路277电连接；脉宽调制电路283和编码器电路的输出端电连接电机轴电路285。[0020]具体原理：本实用新型在使用时，首先电源接口21外接电源，第一ETHERCAT总线接口24和第二ETHERCAT总线接口25外接ETHERCAT总线，连接器引脚接口26外接I/O设备，启动控制旋钮23，信号在驱动器电路板27上经过如下传输：电源接口21电连接电源接口电路271，第一ETHERCAT总线接口24和第二ETHERCAT总线接口25电连接ETHERCAT总线电路272，连接器引脚接口26电连接连接器引脚电路273；电源接口电路271和ETHERCAT总线电路272的输出端电连接直流电源电路274，直流电源电路274的输出端电连接内部逻辑电源电路275、电压温度检测电路276和脉宽调制电路283；ETHERCAT总线电路272、内部逻辑电源电路275、电压温度检测电路276和脉宽调制电路283的输出端信号连接DSP主控器电路277；连接器引脚电路273、光耦电路278、数字滤波电路279、软件滤波电路280和DSP主控器电路277依次信号连接；指示灯电路281、过流检测电路282和编码器电路284的采集端和DSP主控器电路277电连接；脉宽调制电路283和编码器的输出端电连接电机轴电路285，实现一根网线与其他采用相同标准协议的几十甚至上百个子系统(如伺服，变频器，I/O设备)进行网络化连接。
[0021]本实用新型融合了步进伺服电机与驱动控制技术于一体，节约了安装空间、简化了繁琐的接线并大大节省了设计成本及设备的维护成本，是智能制造行业应用步进伺服系统方案时的首选，同时采用ETHERCAT总线的通讯协议，使得通讯频率相交CAN总线1M提升了十倍，提升了通讯效果，加速了智能装备向小型化，高性能，高稳定性方向发展。[0022]最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
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