一種集成安全鏈功能電路的伺服驅(qū)動器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]
本發(fā)明涉及伺服驅(qū)動器領(lǐng)域，具體地涉及伺服驅(qū)動器故障檢測及緊急保護領(lǐng)域。
[0002]伺服驅(qū)動器，是用來控制伺服電機的一種控制器，其作用類似于變頻器作用于普通交流馬達，屬于伺服系統(tǒng)的一部分，作為工業(yè)自動化設(shè)備之一的伺服驅(qū)動器，隨著其大量應(yīng)用，把人從大量的繁重體力勞動中解放出來和提高生產(chǎn)效率的同時，由于缺乏相應(yīng)的安全保護措施，也會給人和設(shè)備帶來了各種傷害。由于傳統(tǒng)伺服驅(qū)動器自身缺少安全功能或安全功能比較弱，為了最大程度上減少這種風(fēng)險，人們通常會通過額外加裝各種安全防護及設(shè)置相應(yīng)的監(jiān)控設(shè)備來避免危險事件的發(fā)生。因此，設(shè)計一種自身安全可靠的伺服驅(qū)動器，是十分必要且具有現(xiàn)實意義的。
[0003]典型的伺服驅(qū)動系統(tǒng)應(yīng)用如圖1所示。伺服驅(qū)動器接收上位機的指令驅(qū)動電機運行，在有重力負載的應(yīng)用場合，伺服驅(qū)動器還需對電機抱閘進行可靠控制，防止負載因重力下垂。同時，當電機處于發(fā)電狀態(tài)時，為消耗電機回饋的能量，伺服驅(qū)動器還需對制動電阻進行切入切出控制，以防止栗升電壓損壞驅(qū)動器，另外，一般伺服系統(tǒng)還會配備急停開關(guān)，供操作人員在發(fā)現(xiàn)緊急意外情況時，關(guān)閉伺服驅(qū)動器。一般的，伺服驅(qū)動器內(nèi)部還集成了過流保護，過壓保護，短路保護等電路，當發(fā)生過流，過壓或短路故障時，伺服驅(qū)動器會禁止輸出伺服電機驅(qū)動信號以保護設(shè)備的安全。
[0004]圖2為目前最常見的一種伺服驅(qū)動器電路圖，交流電源經(jīng)伺服驅(qū)動器的整流單元轉(zhuǎn)換為直流電源后接入逆變單元，制動單元處于整流單元和逆變單元中間，逆變單元的輸出連接電機，制動單元的輸出連接制動電阻，急停開關(guān)經(jīng)數(shù)字輸入電路接入中央處理器，故障保護電路的輸出信號也連接至中央處理器，故障保護電路一般包括過壓保護電路，過流保護電路，短路保護電路等，中央處理器分別通過制動驅(qū)動電路和逆變驅(qū)動電路對制動單元和逆變單元進行控制，當中央處理器接收到急停開關(guān)動作信號或故障保護電路動作信號時，通過制動驅(qū)動電路封鎖制動單元輸出，通過逆變驅(qū)動電路封鎖逆變單元輸出，通過抱閘驅(qū)動電路制動電機抱閘。
[0005]但是圖2中的伺服驅(qū)動器的電路存在以下問題:一是中央處理器從檢測到急停開關(guān)動作信號或故障保護電路信號有效至到輸出封鎖信號存在延時，導(dǎo)致保護動作不能及時完成，可能危害設(shè)備的安全；二是中央處理器是伺服驅(qū)動器的核心電路，如果中央處理器自身發(fā)生故障或中央處理器內(nèi)部程序發(fā)生錯誤，保護動作將無法執(zhí)行，直接危害設(shè)備安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種集成安全鏈功能電路的伺服驅(qū)動器，該伺服驅(qū)動器將所有可能造成伺服驅(qū)動器發(fā)生危險的安全輸入電路串聯(lián)成一個安全鏈回路，只要有一個安全輸入電路失效，安全鏈監(jiān)控電路就會生效，封鎖驅(qū)動器所有安全輸出電路，確保伺服驅(qū)動器處于安全狀態(tài)。
[0007]—種安全鏈功能電路，該安全鏈功能電路包括一個或多個安全輸入電路、一個或者多個安全輸出電路和安全鏈監(jiān)控電路，所有安全輸入電路串聯(lián)成一個安全鏈回路，連接至安全鏈監(jiān)控電路，當一個或多個安全輸入電路觸發(fā)時，安全鏈回路斷開，安全鏈監(jiān)控電路對安全鏈回路的通斷進行檢測，當安全鏈回路斷開時，輸出封鎖信號給所有安全輸出電路。
[0008]一種集成安全鏈功能電路的伺服驅(qū)動器電路，伺服驅(qū)動器所集成的安全鏈功能電路包括安全數(shù)字輸入電路、故障保護電路、中央處理器監(jiān)控電路、安全鏈回路和安全鏈監(jiān)控電路，其中急停開關(guān)連接安全數(shù)字輸入電路，安全數(shù)字輸入電路的第一輸出端連接安全鏈回路的第一開關(guān)，安全數(shù)字輸入電路的第二輸出端連接中央處理器；故障保護電路的第一輸出端連接安全鏈回路的第二開關(guān)，故障保護電路的第二輸出端連接中央處理器；中央處理器監(jiān)控電路的輸入端連接中央處理器，中央處理器監(jiān)控電路的輸出端連接安全鏈回路的第三開關(guān)；安全鏈回路的第一、第二和第三開關(guān)串聯(lián)連接之后構(gòu)成安全鏈回路，回路兩端連接至安全鏈監(jiān)控電路，由安全鏈監(jiān)控電路檢測判斷該回路是否導(dǎo)通；安全鏈監(jiān)控電路分別連接至制動驅(qū)動電路、逆變驅(qū)動電路、中央處理器和抱閘驅(qū)動電路。
[0009]尤其是，伺服驅(qū)動器電路包括整流單元、制動單元和逆變單元，整流單元的輸入端連接交流電源，整流單元的輸出端連接制動單元的輸入端，同時制動單元的輸出端連接至逆變單元的輸入端，逆變單元的輸出端連接伺服電機。
[0010]尤其是，伺服驅(qū)動器的制動單元由制動驅(qū)動電路驅(qū)動，而伺服驅(qū)動器的逆變單元由逆變驅(qū)動電路驅(qū)動，制動驅(qū)動電路驅(qū)動和逆變驅(qū)動電路驅(qū)動均連接至伺服驅(qū)動器的中央處理器，由中央處理器進行控制。
[0011]尤其是，中央處理器還連接有抱閘驅(qū)動電路，以控制驅(qū)動抱閘動作。
[0012]尤其是，所述故障保護電路包括過流保護電路、過壓保護電路、欠流保護電路、欠壓保護電路、短路保護電路和/或斷路保護電路。
[0013]一種伺服驅(qū)動器電路的安全鏈保護方法，當安全數(shù)字輸入電路接收到急停信號時，輸出信號斷開安全鏈回路的第一開關(guān)；當故障保護電路檢測到電路故障時，輸出信號斷開安全鏈回路的第二開關(guān)；安全鏈回路的第一和第二開關(guān)串聯(lián)連接；安全鏈監(jiān)控電路實時檢測和判斷安全鏈回路是否斷路，一旦發(fā)現(xiàn)安全鏈回路斷路，則安全鏈監(jiān)控電路立刻輸出封鎖信號。
[0014]尤其是，安全鏈回路中還串接有第三開關(guān)，中央處理器監(jiān)控電路的輸入端連接中央處理器，中央處理器監(jiān)控電路的輸出端連接安全鏈回路的第三開關(guān)。
[0015]尤其是，安全鏈回路中還串接有多個開關(guān)，各個開關(guān)分別由不同的電路進行觸發(fā)。
[0016]本發(fā)明提供的集成安全鏈功能電路的伺服驅(qū)動器，其安全運行由安全鏈功能電路保證，不依賴于中央處理器，從而也避免了現(xiàn)有技術(shù)中因為中央處理器故障而喪失安全保護功能的問題，擺脫了對中央處理器的依賴；同時，本發(fā)明中的安全鏈功能電路集成了所有與安全相關(guān)的輸入輸出電路，對伺服驅(qū)動電路保護得更徹底全面；并且安全鏈功能電路能夠以全硬件電路實現(xiàn)，無需軟件參與，保護功能更可靠。
【附圖說明】
[0017]圖1現(xiàn)有技術(shù)中伺服驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2現(xiàn)有技術(shù)中伺服驅(qū)動器電路圖；
圖3本發(fā)明的安全鏈功能電路原理圖；圖4本發(fā)明的一種集成安全鏈功能電路的伺服驅(qū)動器電路圖。
【具體實施方式】
[0018]結(jié)合具體實施例對伺服驅(qū)動器制動電阻回路檢測方法進行具體說明如下:
圖3為本發(fā)明的安全鏈功能電路原理圖，其中安全輸入電路包含所有與伺服驅(qū)動安全相關(guān)的輸入電路，比如:接急停開關(guān)的數(shù)字輸入電路，故障保護電路等這類用于輸入或者檢測伺服驅(qū)動安全性的電路；安全輸出電路包含所有與伺服驅(qū)動安全相關(guān)的輸出電路，具體到伺服驅(qū)動器電路而言，就比如:逆變驅(qū)動電路，制動驅(qū)動電路，抱閘驅(qū)動電路等對伺服驅(qū)動能夠起到控制和安全保護作用的電路