一种绝对式编码器的通信方法
【专利摘要】本发明公开了一种绝对式编码器的通信方法，其基于RS485协议，采用6芯双绞屏蔽电缆作为输出总线，包括以下步骤：S1、将RS485协议的波特率设定为2.5MHz或5MHz；S2、除发送数据外，绝对式编码器将端口设定为监听状态，等待伺服驱动器的接收端发来请求命令；S3、伺服驱动器的接收端发来请求数据，编码器端收到该请求数据并通过CRC校验正确后，发出应答数据给伺服驱动器；S4、伺服驱动器的接收端收到编码器端发出的应答数据并通过CRC校验正确后，该应答数据即为伺服驱动器所需求的数据。本发明方法可以提高数据传输率和抗干扰的能力，数据响应速度快，数据实时性好，有效地提高传输距离，并大大减少输出线数，实现了高速多功能的通信和极好的通信可靠性。
【专利说明】一种绝对式编码器的通信方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种伺服驱动器(或数控系统)读取伺服电机绝对角度位置的方法，尤其是一种绝对式编码器的通信方法，属于伺服驱动器和伺服电机通信的【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着数控技术的不断发展进步，传统的增量式编码器已跟不上日益发展的数控技术需要。数控系统对伺服电机的高速高精性能提出了更高的要求，同时需要伺服电机具备停电角度位置记录功能，和伺服电机编码器具备数据写入记忆功能。为了实现上述功能，国内具备绝对式编码器生产能力的家厂都提出了各自的通信方法，但都存在或这样或那样的缺点，并不能很好地满足上述功能和性能的要求。国内生产的绝对式编码器都是采用MCU作主控芯片，如果采用串行输出方式，最高通信波特率一般都在115200位/秒以下，严重影响绝对式编码器的实时响应性能。如果采用并行方式输出，输出线位多达几十位，不便于生产和应用。另外，有些国产绝对式编码器不具备多圈位置记忆功能，或不具备数据写入记忆功能，等等多功能接口。为了克服这些缺点，需提出一种全新的绝对式编码器通信方法。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为了克服现有绝对式编码器传输波特率低、实时响应速度慢、输出线过多、不具备多功能接口的缺陷，提供一种可以提高数据传输率和抗干扰的能力，数据响应速度快，数据实时性好的绝对式编码器的通信方法。
[0004]本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到:
[0005]一种绝对式编码器的通信方法，其特征在于:所述方法基于RS485协议，采用6芯双绞屏蔽电缆作为输出总线，包括以下步骤:
[0006]I)将RS485协议的波特率设定为2.5MHz或5MHz ；
[0007]2)除发送数据外，绝对式编码器将端口设定为监听状态，等待伺服驱动器的接收端发来请求命令；
[0008]3)伺服驱动器的接收端发来请求数据，编码器端收到该请求数据并通过CRC校验正确后，发出应答数据给伺服驱动器；
[0009]4)伺服驱动器的接收端收到编码器端发出的应答数据并通过CRC校验正确后，该应答数据即为伺服驱动器所需求的数据。
[0010]优选的，当伺服驱动器的接收端发来的是从绝对式编码器读取数据的请求命令时，步骤3)所述请求数据的请求帧格式包括控制字段(CF)，所述应答数据的应答帧格式包括控制字段(CF)、状态字段(SF)、数据字段(DR)?DF7)和CRC字段(CRC)。
[0011]优选的，当伺服驱动器的接收端发来的是写入数据到绝对式编码器EEPROM的请求命令时，步骤3)所述请求数据的请求帧格式包括控制字段(CF)、地址字段(ADF)、存储器字段(EDF)和CRC字段(CRC)，所述应答数据的应答帧格式包括控制字段(CF)、地址字段(ADF)、存储器字段(EDF)和CRC字段(CRC)，其中应答帧格式中地址字段(ADF)、存储器字段(EDF)和CRC字段(CRC)根据请求来改变信息。
[0012]优选的，当伺服驱动器的接收端发来的是从绝对式编码器EEPROM读取数据的请求命令时，步骤3)所述请求数据的请求帧格式包括控制字段(CF)、地址字段(ADF)和CRC字段(CRC)，所述应答数据的应答帧格式包括控制字段(CF)、地址字段(ADF)、存储器字段(EDF)和CRC字段(CRC)，其中应答帧格式中地址字段(ADF)、存储器字段(EDF)和CRC字段(CRC)根据请求来改变信息。
[0013]优选的，所述控制字段(CF)由起始位、引导码、数据ID码(CC0~CC3)、校验位(CC4)和停止位组成，其中起始位、引导码和停止位固定不变；校验位(CC4)用于数据ID码的奇偶校验；数据ID码(CC0~CC3)见表1，IDO表示从绝对式编码器读取单圈17位数据，IDl表示从绝对式编码器读取16位多圈数据，ID2表示从绝对式编码器读取编码器固定ID数据，ID3表示从绝对式编码器读取单圈17位+编码器固定ID+多圈16位+编码器错误信息数据，ID6表示写入数据到EPPROM，ID D表示从EPPROM读取数据； [0014]表1数据ID码表
【权利要求】
1.一种绝对式编码器的通信方法，其特征在于:所述方法基于RS485协议，采用6芯双绞屏蔽电缆作为输出总线，包括以下步骤: 51、将RS485协议的波特率设定为2.5MHz或5MHz ； 52、除发送数据外，绝对式编码器将端口设定为监听状态，等待伺服驱动器的接收端发来请求命令； 53、伺服驱动器的接收端发来请求数据，编码器端收到该请求数据并通过CRC校验正确后，发出应答数据给伺服驱动器； 54、伺服驱动器的接收端收到编码器端发出的应答数据并通过CRC校验正确后，该应答数据即为伺服驱动器所需求的数据。
2.根据权利要求1所述的绝对式编码器的通信方法，其特征在于:当伺服驱动器的接收端发来的是从绝 对式编码器读取数据的请求命令时，步骤3)所述请求数据的请求帧格式包括控制字段(CF)，所述应答数据的应答帧格式包括控制字段(CF)、状态字段(SF)、数据字段(DFO~DF7)和CRC字段(CRC)。
3.根据权利要求1所述的一种绝对式编码器的通信方法，其特征在于:当伺服驱动器的接收端发来的是写入数据到绝对式编码器EEPROM的请求命令时，步骤3)所述请求数据的请求帧格式包括控制字段(CF)、地址字段(ADF)、存储器字段(EDF)和CRC字段(CRC)，所述应答数据的应答帧格式包括控制字段(CF)、地址字段(ADF)、存储器字段(EDF)和CRC字段(CRC)，其中应答帧格式中地址字段(ADF)、存储器字段(EDF)和CRC字段(CRC)根据请求来改变信息。
4.根据权利要求1所述的一种绝对式编码器的通信方法，其特征在于:当伺服驱动器的接收端发来的是从绝对式编码器EEPROM读取数据的请求命令时，步骤3)所述请求数据的请求帧格式包括控制字段(CF)、地址字段(ADF)和CRC字段(CRC)，所述应答数据的应答帧格式包括控制字段(CF)、地址字段(ADF)、存储器字段(EDF)和CRC字段(CRC)，其中应答帧格式中地址字段(ADF)、存储器字段(EDF)和CRC字段(CRC)根据请求来改变信息。
5.根据权利要求2-4任一项所述的一种绝对式编码器的通信方法，其特征在于:所述控制字段(CF)由起始位、引导码、数据ID码(CC0~CC3)、校验位(CC4)和停止位组成，其中起始位、引导码和停止位固定不变；校验位(CC4)用于数据ID码的奇偶校验；数据ID码(CC0~CC3)见表1，IDO表示从绝对式编码器读取单圈17位数据，IDl表示从绝对式编码器读取16位多圈数据，ID2表示从绝对式编码器读取编码器固定ID数据，ID3表示从绝对式编码器读取单圈17位+编码器固定ID+多圈16位+编码器错误信息数据，ID6表示写入数据到EPPROM，ID D表示从EPPROM读取数据； 表1数据ID码表
6.根据权利要求5所述的一种绝对式编码器的通信方法，其特征在于:在伺服驱动器的接收端发来请求数据时，首先检测起始帧:在控制字段(CF)中，在空闲后检测到的第一个逻辑“O”作为帧开始，若后面3位与引导码一致，这个逻辑“O”就被判定为真正的帧开始，否则，继续搜索检测下一个逻辑“O”;在检测完起始帧后，在停止位后若没有起始位，则判定为帧结束； 若请求帧是绝对式编码器数据读取请求帧或EEPROM读取请求帧，在编码器端收到读取请求帧停止位信号的3 μ s后，开始传输应答数据；若请求帧是EEPROM的写入请求帧，在编码器端收到ID6后，开始传输应答数据；在编码器端收到异常请求时，中止数据传输。
7.根据权利要求2所述的一种绝对式编码器的通信方法，其特征在于:所述状态字段(SF)由起始位、状态信息(ddO~dd3)、编码器错误(eaO~eal)、通信报警(caO~cal)和停止位，其中起始位和停止位固定不变；状态信息固定为“O”;编码器错误(eaO~eal)是绝对式编码器中有任何错误出现时，逻辑“I”输出；通信报警(caO~cal)是绝对式编码器中有任何错误出现时，逻辑“ I”输出。
8.根据权利要求5所述的一种绝对式编码器的通信方法，其特征在于:所述数据字段(DR)~DF7)中的每个数据字段由起始位、数据(dnO~dn7)和停止位组成，其中起始位和停止位固定不变，数据(dnO~dn7)从最低有效位开始，数据字段(DR)~DF7)与数据ID码的关系见表2:表2数据字段表
9.根据权利要求5所述的一种绝对式编码器的通信方法，其特征在于:所述地址字段(ADF)由起始位、地址(addO~add6)、BUSY状态位(BUSY)和停止位组成，其中起始位和停止位固定不变；地址表示EERPOM地址，从最低有效位开始；BUSY状态位(BUSY)表示绝对式编码器操作内部EEPROM的状态可在BUSY状态中检测；所述存储器字段(EDF)中每个数据字段的结构与数据字段(DR)~DF7)中每个数 据字段的结构相同。
10.根据权利要求1所述的一种绝对式编码器的通信方法，其特征在于:所述编码器端采用的传输器和伺服驱动器的接收端采用的接收器均采用ADM485或与ADM485同等的器件。
【文档编号】G05B19/408GK103744351SQ201410011338
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2014年1月9日 优先权日:2014年1月9日
【发明者】湛文亮, 黎世杰, 莫元劲 申请人:广州数控设备有限公司