一种模块化单元组合式结构的伺服驱动器

技术领域

本发明涉及伺服控制技术领域，特别是涉及一种模块化单元组合式结构的伺服驱动器。

背景技术

伺服驱动器又称为伺服控制器或伺服放大器，是用来控制伺服电机的一种控制器，其作用类似于变频器作用于普通交流马达，属于伺服系统的一部分，主要应用于高精度的定位系统。伺服驱动器一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制，实现高精度的传动系统定位。目前，伺服驱动器是传动技术的高端产品。

在大功率的伺服产品中，同系列的产品尺寸不固定，接口不唯一，同一伺服驱动器中所有电机模块的相同功能的电路均在设置于同一块PCB板上，导致各个电机模块之间相互干扰，当某个电机模块出现故障时，维修时需要对所有的电机模块进行排查，增加了伺服驱动器的维修成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种模块化单元组合式结构的伺服驱动器，具有各个电机模块独立性强、互不干扰和维修成本低的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种模块化单元组合式结构的伺服驱动器，包括：

电源模块和多个电机模块；

所述电机模块，具体包括：

支撑架、电机控制板、控制接口板、功率接口板、电机功率板和电机功率单元；

所述电机控制板设置于所述支撑架的上表面；

所述控制接口板设置于所述支撑架的侧面；

所述支撑架设置于所述功率接口板上；所述功率接口板的底面设置有多个第一支撑装置；

所述电机功率板的上表面与所述第一支撑装置连接；

所述电机功率单元设置于所述电机功率板的底面；

所述电源模块的底面分别与每个电机模块的所述电机功率板通过铜排连接；所述电源模块的上表面分别与每个所述电机模块的所述电机控制板通过信号板连接；所述信号板用于向所述电源模块传输每个所述电机模块的功率信号。

可选的，所述伺服驱动器，还包括：

散热器；

所述散热器的上表面设置有多个第二支撑装置和多个第三支撑装置；所述电机功率板的底面与多个所述第二支撑装置连接。

所述电源模块的底面与多个所述第三支撑装置连接；所述散热器用于为所述电源模块散热。

可选的，所述电源模块，具体包括：

电源功率板、电容板、电源支撑板、电源控制板和电源功率单元；

所述电源功率板的底面与所述第三支撑装置连接；所述电源功率板的上表面设置有多个第四支撑装置；

所述电源功率单元设置于所述电源功率板的底面上；所述电源功率单元的底面与所述散热器接触；所述散热器用于为所述电源功率单元散热；

所述电容板的底面与多个所述第四支撑装置连接；所述电容板的上表面设置有多个第五支撑装置；所述电容板还与所述电源功率板通过插针电连接；

所述电源支撑板的底面与多个所述第五支撑装置连接；

所述电源控制板设置在所述电源支撑板的上表面上。

可选的，所述伺服驱动器，还包括：

铝基板；

所述铝基板设置于所述散热器的上表面；所述铝基板的上表面与所述电机功率单元的底面接触；所述铝基板用于向所述散热器传导所述电机功率单元的热量。

可选的，所述第一支撑装置、所述第二支撑装置、所述第三支撑装置和所述第五支撑装置均为六角铜柱。

可选的，所述第二支撑装置和所述第三支撑装置的型号均为M4X17。

可选的，所述第四支撑装置为贴片螺母。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提出了一种模块化单元组合式结构的伺服驱动器，包括电源模块和多个电机模块；电机模块具体包括支撑架、电机控制板、控制接口板、功率接口板、电机功率板和电机功率单元；电机控制板设置于支撑架的上表面；控制接口板设置于支撑架的侧面；功率接口板设置于支撑架的底部；功率接口板的底面设置有多个第一支撑装置；电机功率板的上表面与第一支撑装置连接；电机功率单元设置于电机功率板的底面；电源模块的底面分别与每个电机模块的电机功率板通过铜排连接；电源模块的上表面分别与每个电机模块的电机控制板连接。针对现有的伺服驱动器将所有电机模块中功能相同的电路均设置于同一块PCB板上而导致的电机模块之间相互干扰的问题，本发明提供的伺服驱动器，将一块PCB板拆分为电机控制板、控制接口板、功率接口板和电机功率板，并将单个电机模块进行封装处理，使得各个电机模块互不干扰、独立性强且便于安装维护。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中所提供的模块化单元组合式结构的伺服驱动器的结构示意图；

图2为本发明实施例中所提供的模块化单元组合式结构的伺服驱动器的俯视图；

图3为本发明实施例中所提供的模块化单元组合式结构的伺服驱动器的模块图；

图4为本发明实施例中所提供的模块化单元组合式结构的伺服驱动器的电机模块放大图；

图5为本发明实施例中所提供的模块化单元组合式结构的伺服驱动器的电源模块放大图。

其中，10-上盖；20-散热器；30-电源模块；301-电源功率板；302-电容板；303-电源控制板；304-电源支撑板；3011-电源功率单元；40-电机模块；401-电机功率板；402-功率接口板；403-控制接口板；404-电机控制板；405-支撑架；4011-电机功率单元；4012-铝基板；501-第一支撑装置；502-第二支撑装置；503-第三支撑装置；504-第四支撑装置；505-第五支撑装置；60-插针。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种模块化单元组合式结构的伺服驱动器，具有各个电机模块独立性强、互不干扰和维修成本低的优点。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例

图1为本发明实施例中所提供的模块化单元组合式结构的伺服驱动器的结构示意图，图2为本发明实施例中所提供的模块化单元组合式结构的伺服驱动器的俯视图，图3为本发明实施例中所提供的模块化单元组合式结构的伺服驱动器的模块图，如图1-3所示，本发明提供的模块化单元组合式结构的伺服驱动器包括电源模块30和多个电机模块40。

图4为本发明实施例中所提供的模块化单元组合式结构的伺服驱动器的电机模块40放大图，如图1和图4所示，电机模块40，具体包括：支撑架405、电机控制板404、控制接口板403、功率接口板402、电机功率板401和电机功率单元4011。

电机控制板404设置于支撑架405的上表面。

控制接口板403设置于支撑架405的侧面；控制接口板403与电机控制板404电连接。

支撑架405设置于功率接口板402上；功率接口板402与控制接口板403电连接；功率接口板402的底面设置有多个第一支撑装置501。

电机功率板401的上表面与第一支撑装置501连接；电机功率板401通过插针60与功率接口板402电连接。

电机功率单元4011设置于电机功率板401的底面；电机功率单元4011与电机功率板401电连接。

电源模块30的底面分别与每个电机模块40的电机功率板401通过铜排连接；电源模块30的上表面分别与每个电机模块40的电机控制板404通过信号板连接；信号板用于向电源模块30传输每个电机模块40的功率信号；电源模块30还分别与每个电机模块40的控制接口板403连接；电源模块30用于通过控制接口板403为每个电机模块40供电。

本发明提供的模块化单元组合式结构的伺服驱动器，还包括散热器20；散热器20的上表面设置有多个第二支撑装置502和多个第三支撑装置503；电机功率板401的底面与多个第二支撑装置502连接。

电源模块30的底面与多个第三支撑装置503连接；散热器20用于为电源模块30散热。

图5为本发明实施例中所提供的模块化单元组合式结构的伺服驱动器的电源模块30放大图，如图5所示，电源模块30具体包括：电源功率板301、电容板302、电源支撑板304、电源控制板303和电源功率单元3011。

电源功率板301的底面与第三支撑装置503连接；电源功率板301的上表面设置有多个第四支撑装置504；电源功率单元3011设置于电源功率板301的底面上；电源功率单元3011的底面与散热器20接触；散热器20用于为电源功率单元3011散热；电源功率单元3011还与电源功率板301电连接；电容板302的底面与多个第四支撑装置504连接；电容板302的上表面设置有多个第五支撑装置505；电容板302还与电源功率板301通过插针(图中未示出)电连接；电源支撑板304的底面与多个第五支撑装置505连接；电源控制板303设置在电源支撑板304的上表面上；电源控制板303与电容板302电连接；电源控制板303还分别与每个电机模块40的控制接口板403连接；电源控制板303通过控制接口板403为每个电机模块40供电。

电源模块的输出电压为24V，电源模块的额定电压为交流380V。

如图1所示，本发明提供的模块化单元组合式结构的伺服驱动器还包括铝基板4012；铝基板4012设置于散热器20的上表面；铝基板4012的上表面与电机功率单元4011的底面接触；铝基板4012用于向散热器20传导电机功率单元4011的热量。

本发明提供的第一支撑装置501、第二支撑装置502、第三支撑装置503和第五支撑装置505均为六角铜柱。第二支撑装置502和第三支撑装置503的型号均为M4X17。第四支撑装置504为贴片螺母。

具体的，本发明提供的模块化单元组合式结构的伺服驱动器还包括可拆卸的上盖10，上盖10的边缘通过螺丝与散热器20上表面的边缘连接。另外，在电源模块30中，电源支撑板304是钣金件，电源支撑板304用于支撑电源控制板303。

由于电机功率单元4011的高度与电源功率单元3011的高度不同，而本发明的支撑装置统一使用型号为M4X17的六角铜柱，所以为使电机功率单元能够紧密的贴合散热器20，电机功率单元4011的底部要固定一个铝基板4012。

如图3所示，本发明提供的电源模块30和各个电机模块40均单独封装成一个独立的模块。电源模块30的功率为10kW或20kW，根据伺服驱动器中所有的电机模块40的功率之和选择电源模块30的功率，组装伺服驱动器时，选择多个电机模块40和与多个电机模块40的功率之和相匹配的一个电源模块30进行封装；以图3为例，伺服驱动器的左侧配置电源模块30；右侧配置多个不同的电机模块40。

电机模块40的类型有三种，分别为电机模块A、电机模块B和电机模块C；根据伺服驱动器每个轴的电流值来选择对应的电机模块进行组装，比如，需要配置6轴伺服驱动器，伺服驱动器第1-6轴的电流值对应选择的的电机模块40依次为电机模块C、电机模块A、电机模块B、电机模块B、电机模块A和电机模块B，然后根据这六个电机模块的功率之和选择对应的电源模块30进行封装。再比如，需要配置4轴伺服驱动器，伺服驱动器第1-4轴的电流值对应选择的电机模块40依次为电机模块C、电机模块B、电机模块A和电机模块A，然后根据这四个电机模块的功率之和选择对应的电源模块30进行封装。

本发明提供的模块化单元组合式结构的伺服驱动器，能够根据的配置需求来扩展电机模块的数量，对应配置不同的电机机型；进行电机模块的扩展时，伺服驱动器的高度固定，只需根据增加的电机模块的数量改变驱动器宽度即可。

本发明提供的伺服驱动器，是一种模块化单元组合式结构，每个电机模块均设计成独立的单元结构，并将不同的电机模块进行组合式安装，伺服驱动器不仅各个电机模块之间的独立性好，互不干扰，而且安装简便，拆卸容易，方便调试维护，灵活性较高。本发明大大提高了伺服驱动器的稳定性和可靠性。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。