多路伺服电机驱动控制供电系统的制作方法

本实用新型涉及智能机器人技术领域，特别是涉及一种带智能应急断电保护功能的多路伺服电机驱动控制供电系统。

背景技术：

目前智能机器人做为智能化自动产线的核心设备，被广泛地应用在各类自动化工业生产流水线上，从而实现人机协作以及多种类机器人相互协作的智能化生产线。其中带有智能应急断电保护的供电系统是机器人在生产过程中为规避各类碰撞、减少操作安全隐患的重要功能部件。

但是发明人在实现本实用新型时发现：目前由于工业机器人驱动控制的智能化程度不够，面对生产操作风险时往往是等到系统发生电气损伤时才会对供电系统执行应急关闭动作，这样虽然能一定程度上保障事故不进一步扩散，但是通常都会对关键的驱动控制器和伺服电机造成严重的电气破坏，从而产生更多的设备更换和维护成本的增加，同时打断了生产节奏，降低了生产效率。同时，将应急断电保护功能加入到智能化驱动控制系统中，可以进一步提高机器人控制系统的智能化程度，是机器人拥有智能应急处置的能力，并进一步提高了设备的安全性和使用寿命。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是提供一种多路伺服电机驱动控制供电系统，以克服现有技术由于执行应急关闭动作太晚而造成关键的驱动控制器和伺服电机被破坏的缺陷，提高机器人在应急处置方面的智能化程度，提高设备的安全性和使用寿命。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种多路伺服电机驱动控制供电系统，所述系统包括交流电源、整流变压器、应急控制继电器、DC总线和应急断电保护装置；

所述整流变压器的输入端连接所述交流电源，用于将交流电源转换为直流电源；

所述应急控制继电器的输入端与所述整流变压器的输出端连接，输出端与所述DC总线连接，用于控制所述整流变压器的输出端与DC总线的导通与断开；

所述应急断电保护装置与所述应急控制继电器连接，用于根据控制信号控制所述应急控制继电器的断开与重启。

其中，所述应急断电保护装置包括智能驱动控制器和应急控制和伺服信号监控器；

所述智能驱动控制器与所述应急控制和伺服信号监控器连接，用于根据机器人运作时出现的错误和报警信号，向所述应急控制和伺服信号监控器发出断电控制信号；或根据机器人解除错误或报警状态的信号，向所述应急控制和伺服信号监控器发出重启控制信号；

所述应急控制和伺服信号监控器与所述应急控制继电器连接，用于根据接收到的断电控制信号，向所述应急控制继电器发送断电保护信号，控制所述应急控制继电器的断开；或根据接收到的重启控制信号，向所述应急控制继电器发送重启信号，控制所述应急控制继电器的重启。

其中，所述断电保护信号和重启信号为电平信号或脉冲信号。

其中，所述系统还包括第二整流变压器，所述第二整流变压器的输入端连接所述交流电源，输出端连接所述应急断电保护装置，用于将交流电源转换为直流电源，并为所述应急断电保护装置供电。

其中，所述系统还包括急停开关，所述急停开关与所述应急控制继电器连接，用于通过人工操作急停开关控制所述应急控制继电器的断开与重启。

本实用新型还提供一种应急断电保护方法，所述方法包括：

接收控制信号；

根据所述控制信号控制应急控制继电器断开；

当所述应急控制继电器断开时，多路伺服电机驱动控制供电系统的整流变压器的输出端与DC总线断开，所述DC总线断电。

其中，所述根据控制信号控制应急控制继电器断开的过程具体包括：

智能驱动控制器接收机器人运作时出现的错误和报警信号，根据接收到的信号判断所述DC总线是否需要断电；

当所述DC总线需要断电时，所述智能驱动控制器向所述应急控制和伺服信号监控器发出断电控制信号；

所述应急控制和伺服信号监控器根据接收到的断电控制信号，向应急控制继电器发送断电保护信号，控制所述应急控制继电器断开。

其中，所述方法还包括：

根据所述控制信号控制应急控制继电器重启；

当所述应急控制继电器重启时，多路伺服电机驱动控制供电系统的整流变压器的输出端与DC总线导通，所述DC总线通电。

其中，所述根据控制信号控制应急控制继电器重启的过程具体包括：

智能驱动控制器接收机器人解除错误或报警状态的信号，根据接收到的信号判断所述DC总线是否需要重启；

当所述DC总线需要重启时，所述智能驱动控制器向所述应急控制和伺服信号监控器发出重启控制信号；

所述应急控制和伺服信号监控器根据接收到的重启控制信号，向应急控制继电器发送重启信号，控制所述应急控制继电器重启。

其中，所述方法还包括：通过人工操作急停开关控制所述应急控制继电器的断开与重启。

(三)有益效果

本实用新型可以根据接收到的控制信号控制DC总线断电，避免了关键的驱动控制器和伺服电机被破坏，是智能化伺服驱动控制中重要的安全防护环节。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的一种多路伺服电机驱动控制供电系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例2的一种应急断电保护方法的流程图；

图3是本实用新型实施例3的一种多路伺服电机驱动控制供电系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

实施例1

本实用新型实施例的一种多路伺服电机驱动控制供电系统如图1所示，所述系统包括交流电源11、整流变压器12、应急控制继电器13、DC总线14和应急断电保护装置15。

所述整流变压器12的输入端连接所述交流电源11，用于将交流电源转换为直流电源；所述应急控制继电器13的输入端与所述整流变压器12的输出端连接，输出端与所述DC总线14连接，用于控制所述整流变压器12的输出端与DC总线14的导通与断开；所述应急断电保护装置15与所述应急控制继电器13连接，用于根据控制信号控制所述应急控制继电器13的断开与重启。

本实施例中，所述应急断电保护装置包括智能驱动控制器和应急控制和伺服信号监控器。所述智能驱动控制器与所述应急控制和伺服信号监控器连接，用于根据机器人运作时出现的错误和报警信号，向所述应急控制和伺服信号监控器发出断电控制信号；或根据机器人解除错误或报警状态的信号，向所述应急控制和伺服信号监控器发出重启控制信号。所述应急控制和伺服信号监控器与所述应急控制继电器连接，用于根据接收到的断电控制信号，向所述应急控制继电器发送断电保护信号，控制所述应急控制继电器的断开；或根据接收到的重启控制信号，向所述应急控制继电器发送重启信号，控制所述应急控制继电器的重启。

本实施例中，所述断电保护信号和重启信号为电平信号或脉冲信号。

本实施例中，所述系统还包括第二整流变压器，所述第二整流变压器的输入端连接所述交流电源，输出端连接所述应急断电保护装置，用于将交流电源转换为直流电源，并为所述应急断电保护装置供电。

本实施例中，所述系统还包括急停开关，所述急停开关与所述应急控制继电器连接，用于通过人工操作急停开关控制所述应急控制继电器的断开与重启。

本实施例的多路伺服电机驱动控制供电系统可以为多轴高精度伺服控制系统提供带智能应急断电保护功能的长时间安全稳定的供电系统，该系统通过的电源转化和降压分配方案向负载电源总线提供稳压直流电源以及向伺服控制器和工控机等低压用电模块提供稳定的低压直流供电，并可以根据应急和伺服信号监控器或者手动操作实现对电源总线回路实施应急断电保护。

实施例2

本实用新型实施例的一种应急断电保护方法的流程如图2所示，所述方法包括以下步骤：

步骤s201，接收控制信号；

步骤s202，根据所述控制信号控制应急控制继电器断开。本实施例中，所述根据控制信号控制应急控制继电器断开的过程具体为：智能驱动控制器接收机器人运作时出现的错误和报警信号，根据接收到的信号判断所述DC总线是否需要断电；当所述DC总线需要断电时，所述智能驱动控制器向所述应急控制和伺服信号监控器发出断电控制信号；所述应急控制和伺服信号监控器根据接收到的断电控制信号，向应急控制继电器发送断电保护信号，控制所述应急控制继电器断开。

本实施例中，判断所述DC总线是否需要断电的判断条件有很多种，因为该供电系统可通用于多种多轴机器人，每种机器人的工作环境和工作模式各不相同，其判定总线断电保护和重启的逻辑也各不相同。在此举几种判断依据：

a、任何一路伺服电机(或伺服驱动器)驱动电流值超过极限设定值；

b、任何一路伺服电机(或驱动器)驱动电流值超过设定值，并持续工作超出设定时间；

c、任何一路伺服电机的编码器位置错误累计量超过设定值；

d、任何一路伺服电机的编码器位置错误瞬时超过极限设定值；

e、任何一路伺服电机工作温度超过设定值，并持续超过设定时间；

f、可设定极限警戒位置触发器，当机器人运动到该位置时。

凡是满足其中任何一种情况，智能驱动控制器都应发出断电控制信号断开应急控制继电器实现断电保护。

步骤s203，当所述应急控制继电器断开时，多路伺服电机驱动控制供电系统的整流变压器的输出端与DC总线断开，所述DC总线断电。

本实施例的方法还包括：

(1)根据所述控制信号控制应急控制继电器重启。本实施例中，所述根据控制信号控制应急控制继电器重启的过程具体为：智能驱动控制器接收机器人解除错误或报警状态的信号，根据接收到的信号判断所述DC总线是否需要重启；当所述DC总线需要重启时，所述智能驱动控制器向所述应急控制和伺服信号监控器发出重启控制信号；所述应急控制和伺服信号监控器根据接收到的重启控制信号，向应急控制继电器发送重启信号，控制所述应急控制继电器重启。

本实施例中，主要的参考依据是DC总线断电时的断电控制信号作为主要依据。当智能驱动控制器判断机器人原有的错误和警报状态已经解除，并通过自检确定机器人各个伺服电机和智能驱动控制器都处于正常开机状态时，向应急控制和伺服信号监控器发出重启控制信号。

(2)当所述应急控制继电器重启时，多路伺服电机驱动控制供电系统的整流变压器的输出端与DC总线导通，所述DC总线通电。

本实施例中，所述应急断电保护方法还包括通过人工操作急停开关控制所述应急控制继电器的断开与重启。

本实施例的应急断电保护方法可以为多轴高精度伺服控制系统提供带智能应急断电保护功能的长时间安全稳定的供电方法，通过该方法可以根据应急控制和伺服信号监控器或者手动操作实现对电源总线回路实施应急断电保护。

实施例3

本实用新型实施例的一种多路伺服电机驱动控制供电系统如图3所示，包括以下两部分：

(1)电源转换和降压分配部分

电源总线供电：交流220V市电输入后通过整流变压器后转换为波形平稳的220V直流电通过应急继电器之后进入电源总线，向伺服电机等负载供电。本实施例中，也可以采用交流380V动力电输入，通过整流变压器后转换为波形平稳的220V直流电。

逻辑电路供电：交流220V市电输入后通过整流变压器(本实施例为第二整流变压器)转换为直流24V低压电，一路直接向应急控制和伺服信号监控器以及散热模块进行供电，第二路通过直流降压器转换为直流5V低电压向伺服控制器和工控机等信号和逻辑分析模块进行供电。本实施例中，也可以采用交流380V动力电输入，通过整流变压器(本实施例为第二整流变压器)后转换为波形平稳的24V直流电。

(2)开关控制部分

该部分将急停开关与伺服电机编码器的信号监控相连接，再与继电器相连。可实现两种情况下的急停控制：1是智能驱动控制器根据机器人运作时出现的错误和报警信号向应急控制和伺服信号监控器发出断电控制信号，从而实现紧急断电处理；2是通过急停按钮，通过人工操作实现在紧急情况下对供电系统进行紧急断电处理。

本实用新型能在应急控制和伺服监控器的控制下，根据智能驱动控制器发出的断电控制信号实现应急断电保护以及事后重启功能。同时保有了手动断电和重启的功能，方便操作人员进行应急处理以及检修工作。

本实用新型可以根据接收到的控制信号控制DC总线断电，避免了关键的驱动控制器和伺服电机被破坏。

本实用新型与现有技术相比，能够由伺服电机驱控系统通过控制信号来实现应急断电保护和重启功能。这是目前市面上的伺服电机驱动控制供电系统所不具备的，是智能化伺服驱动控制中重要的安全防护环节。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。