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基于CANopen协议的数字伺服电机在数控系统中的应用研究
摘要：
随着数字化、智能化趋势的不断发展，在机械领域中使用数字伺服电机已经成为趋势。CANopen协议则是数字伺服电机控制系统中常用的一种协议。本文首先介绍了数字伺服电机的基本原理和信号采集方式，然后详细介绍了CANopen协议的相关概念、基本框架和应用实例。最后，着重探讨了数字伺服电机在数控系统中应用的必要性和可行性，提出了一些在数字伺服电机使用过程中需要注意的问题。
1.引言
随着工业自动化趋势不断提高，数字伺服电机在控制系统中的应用越来越广泛。它具有精度高、效率高、抗干扰能力强等特点，因此在高精度控制方面非常有优势。CANopen协议是数字伺服电机控制系统中常用的一种协议，这种协议采用了分布式控制哲学，协议架构清晰、标准化程度高、可靠性强。本文将给出一个数字伺服电机基于CANopen协议在数控系统中使用的研究，突出数字伺服电机在数控系统中应用的必要性和可行性。
2.数字伺服电机的原理和信号采集方式
数字伺服电机的主要特点是可以通过在电机内部设定闭环控制来不断监测位置、速度的变化，从而调整电机的输出。电机的测量数据在控制器中进行处理，输出控制指令，从而实现电机的控制。数字伺服电机将输入与输出进行了完全的分离，使得控制系统性能更加的稳定。数字伺服电机的控制可以通过电机内部的编码器或“霍尔元件”产生预置的电信号，这些信号可以用于计算电机的位置、速度。它通过上述信息输入控制器之后，再由控制器输出PWM信号控制电机进行运动。比如，GPRS（全球无线通信技术）或的其他传感器可以用来检测电机的轴向运动。其它传感器如磁性的齿轮强制压掉电机当中，从而探测转子的位置变化，从而生成脉冲信号，通过脉冲信号我们可以计算相应的速度。
3.CANopen协议的基本概念、框架及应用实例
CANopen协议采用了分布式控制哲学，协议架构清晰、标准化程度高、可靠性强。协议建立在CAN总线上，可以用于工控、自动化、汽车、交通运输、医疗器械等多个领域。CANopen协议提供了一系列的通讯和泛用服务。通信服务在CAN总线上实现，提供了多种数据报文的交换方式，包括心跳报文、同步报文、透明传输报文、SDO报文、PDO报文等。泛用服务为CANopen标准协议提供了适合所有设备的应用程序接口模型，包括对象字典、节点配置、逻辑节点的设置等等。CANopen协议的应用实例有工业控制、电子产品、汽车电子、仪器仪表和传统制造。
4.数字伺服电机在数控系统中的应用
数字伺服电机在数控系统中的应用越来越受到工业界的关注，它可以帮助提高数控机床的生产效率和加工精度、降低工作成本。在数控系统中引入数字伺服电机，可以将普通的数控系统升级成高精度的数控系统，因为数字伺服电机具备精度高、效率高、抗干扰能力强等特点。
5.注意事项
在数字伺服电机的使用过程中需要注意以下几个问题：确保传送时间准确、降低干扰噪声、保证输出的稳定性和可靠性、提高CAN总线通讯速率和效率、使用合适的电气设备检测工具进行检测并确保设备安全。
6.结论
本文探讨了数字伺服电机基于CANopen协议在数控系统中使用的研究，突出数字伺服电机在数控系统中应用的必要性和可行性，在数控机床中使用数字伺服电机不仅可以提高加工的精度和效率，而且可以降低工作成本。注意事项的出现，着重提醒数字伺服电机的使用者在使用中需要注意各种信号的传输问题，降低各种噪声对CAN总线的干扰。