從二十世紀七十年代起至今，我國的工業(yè)機器人數(shù)量已經(jīng)比較龐大，在機器人的某些技術(shù)方面也達到了世界先進水平，但總體來說，西方發(fā)達國家的工業(yè)機器人技術(shù)仍領先我國很多年。究其原因不難發(fā)現(xiàn)：我國研究工業(yè)機器人采取的方法主要是首先引進外國的先進技術(shù)，然后再對其進行二次開發(fā)，這就造成了我國自身創(chuàng)新技術(shù)比較少，嚴重制約了我國工業(yè)機器人交流伺服驅(qū)動控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。
為打破國外對我國工業(yè)機器人交流伺服驅(qū)動控制系統(tǒng)的技術(shù)壟斷，我們必須自力更生，掌握高性能工業(yè)機器人的關鍵技術(shù)，并在原來的基礎上有所創(chuàng)新。由于工業(yè)機器人關節(jié)的執(zhí)行器為電機，所以獲得電機的良好控制效果是非常重要的，要想獲得優(yōu)良的電機控制性能，就需要高性能的交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)，因此研制高性能的交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)是工業(yè)機器人的關鍵技術(shù)之一。
交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)的硬件是軟件設計的基礎，所以本文的主要任務是根據(jù)工業(yè)機器人伺服驅(qū)動系統(tǒng)的特點，對系統(tǒng)的的硬件進行設計。
這里交流伺服電機中所采用的編碼器為多富士公司生產(chǎn)的17位絕對式編碼器，一般的做法是采用生產(chǎn)廠商提供的專用芯片進行數(shù)據(jù)處理，但該做法有一個缺點，就是專用芯片的成本十分昂貴。
電感與光耦可以起到濾波和防浪涌的功能，由于該絕對式編碼器輸出的是差動信號，所以需要通過芯片將絕對式編碼器的差動信號轉(zhuǎn)化為DSP可以識別的串口信號，即TTL信號，此外該芯片的供電電壓為直流5V，所以該驅(qū)動系統(tǒng)還應該提供5V的直流電源，由于該工業(yè)機器人交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)采用了利用一個DSP來控制兩個永磁同步電機的想法，好處是降低成本，充分發(fā)揮了編碼器的運算速度快及外設資源豐富的特點，所以兩個電機的編碼器信號分別通過串口SCIA和SCIB輸入到同一個DSP中。工業(yè)機器人交流伺服驅(qū)動控制系統(tǒng)
由于外部的輸入信號例如參數(shù)設置按鈕等輸入信號需要將其采集到DSP中，但只有3.3V的TTL電平才能被DSP所識別，所以需要一個信號轉(zhuǎn)化電路，該電路中采用了雙向光耦，很好的起到了隔離保護的作用，一旦由于電壓過大等意外，只需要更換光耦即可，防止DSP的接口也被燒壞。
智能功率模塊簡稱IPM模塊，是一種將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的逆變器，是本系統(tǒng)的關鍵元件，輸出范圍廣，該模塊還具有短路保護及欠壓保護功能，當檢測到欠壓或短路時，該模塊停止工作的同時，還通過FO引腳發(fā)出故障信號給DSP，DSP立即停止發(fā)送PWM信號，實現(xiàn)自我保護。
工業(yè)機器人交流伺服驅(qū)動控制系統(tǒng)