CN103199792A - 机械手制动系统 - Google Patents

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Abstract

一种机械手制动系统，所述机械手制动系统包括一动力电输入端、一控制电输入端、一接地端、一与动力电输入端相连的动力电控制单元、一与动力电控制单元、控制电输入端及接地端相连的继电单元、一与动力电控制单元、控制电输入端、接地端及继电单元相连的驱动控制单元及一连接于继电单元与驱动控制单元之间的电动机，继电单元与驱动控制单元形成一反馈回路，驱动控制单元通过动力电控制单元切断动力电输入端输入的动力电，继电单元将电动机由工作状态切换至制动状态，并将一指示电动机由工作状态至制动状态是否切换成功的反馈信号传送至驱动控制单元，驱动控制单元根据反馈信号控制电动机的转动。本发明使得机械手的制动过程可控。

Description

机械手制动系统
技术领域
本发明涉及一种制动系统，尤指一种机械手制动系统。
背景技术
现有的真空直驱机械手，在运行的过程中，如果切断机械手驱动系统的动力电，机械手将处于自由活动状态，阻尼很小。也就是说，当机械手在运行过程中，驱动系统的动力电被切断，或者驱动系统被拍急停时，由于现有的机械手没有制动电路，机械手将在惯性的作用下继续运行，其停止过程是不受控的，这在晶圆加工腔室中是不允许的，且由于机械手驱动系统的固有阻尼小，这个不可控的停止过程将会损坏晶圆或者其他加工设备。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种机械手制动系统。
一种机械手制动系统，所述机械手制动系统包括一动力电输入端、一控制电输入端及一接地端，所述机械手制动系统还包括一与所述动力电输入端相连的动力电控制单元、一与所述动力电控制单元、所述控制电输入端及所述接地端相连的继电单元、一与所述动力电控制单元、所述控制电输入端、所述接地端及所述继电单元相连的驱动控制单元及一连接于所述继电单元与所述驱动控制单元之间的电动机，所述继电单元与所述驱动控制单元形成一反馈回路，所述驱动控制单元通过所述动力电控制单元切断所述动力电输入端输入的动力电，所述继电单元将所述电动机由工作状态切换至制动状态，并将一指示所述电动机由工作状态至制动状态是否切换成功的反馈信号传送至所述驱动控制单元，所述驱动控制单元根据所述反馈信号控制所述电动机的转动。
相对现有技术，本发明在机械手中增加了制动系统，使得机械手的制动过程可控，增加了机械手断电后的阻尼，达到快速制动的效果，从而解决了机械手断电后自由飞轮的问题，并且在机械手制动系统中增加了反馈回路，提高了机械手制动系统制动过程的安全性。
附图说明
图1为本发明机械手制动系统较佳实施方式的结构示意图。
图2为本发明机械手制动系统较佳实施方式的电路图。
主要元件符号说明
  动力电输入端   10
  驱动控制单元   20
  驱动器   21
  控制器   23
  控制点输入端   30
  电动机   40
  接地端   50
  动力电控制单元   70
  继电单元   90
  第一继电器   91
  第二继电器   93
  接触器   K
  整流二极管   D1
  电容   C1
  第一限流电阻   R1
  第二限流电阻   R2
  第一压敏电阻   RV1
  第二压敏电阻   RV2
具体实施方式
请参阅图1，本发明机械手制动系统较佳实施方式用于控制一机械手的制动过程，该机械手制动系统包括一动力电输入端10、一控制电输入端30、一接地端50、一与该动力电输入端10相连的动力电控制单元70、一与该动力电控制单元70、该控制电输入端30及该接地端50相连的继电单元90、一与该动力电控制单元70、该控制电输入端30、该接地端50及该继电单元90相连的驱动控制单元20及一连接于该继电单元90与该驱动控制单元20之间的电动机40。
当机械手驱动系统的动力电被切断时，该驱动控制单元20控制该动力电控制单元70切断该动力电输入端10输入的动力电，此时，该继电单元90内的触点将进行切换，使得电动机40进入制动状态。在动力电被切断至该继电单元90开始工作的这段时间，该动力电控制单元70可为该电动机40与该驱动控制单元20提供续流通道，从而保证该动力电控制单元70输出的电压在允许的范围之内，防止该驱动控制单元20报警及损坏。同时，该继电单元90与该驱动控制单元20共同形成一反馈回路，该继电单元90将触点切换的结果，即一用于指示该电动机40工作状态与制动状态的切换是否成功的反馈信号传送给该驱动控制单元20，该驱动控制单元20根据该继电单元90传送的反馈信号判断该机械手制动系统是否工作正常，从而决定是否可以对该电动机40进行控制。
请参阅图2，图2为本发明机械手制动系统较佳实施方式的电路图。其中，该动力电控制单元70包括一与该动力电输入端10相连用于控制该动力电输入端10通断的接触器K、一与该接触器K相连用于控制该动力电输入端10输入的动力电方向的整流二极管D1及一与该整流二极管D1相连用于提供续流通道的电容C1；该继电单元90包括一第一继电器91、一第二继电器93、一与该第一继电器91相连的第一限流电阻R1、一与该第一继电器91相连的第一压敏电阻RV1、一与该第二继电器91相连的第二限流电阻R2及一与该第二继电器91相连的第二压敏电阻RV2；该驱动控制单元20包括一驱动器21及一控制器23；该动力电输入端10用于输入动力电VPL；该控制电输入端30用于输入控制电VC；该接地端50用于连接输入一接地信号GND。在本实施方式中，该第一继电器91与该第二继电器93为相同型号的继电器，每一继电器均具有8个引脚，引脚1与引脚8为继电器的输入端，引脚5、引脚6与引脚7形成一组用于控制该电动机40在工作状态与制动状态之间切换的触点，引脚2、引脚3与引脚4形成另一组用于传送一指示该电动机40工作状态与制动状态的切换是否成功的反馈信号至该驱动控制单元20的触点，该第一压敏电阻RV1与该第二压敏电阻RV2分别用来保护该第一继电器91与该第二继电器93。
本发明机械手制动系统较佳实施方式的电路连接关系如下：该动力电输入端10与该动力电控制单元70的接触器K的输入端相连，该接触器K的输出端分别与该整流二极管D1的输入端、该第一继电器91的引脚1、该第一压敏电阻RV1的一端、该第二继电器93的引脚1及该第二压敏电阻RV2的一端相连，该整流二极管D1的输出端与该电容C1的一端及该驱动控制单元20相连，该接触器K的控制端与该驱动控制单元20相连。该控制电输入端30分别与该驱动控制单元20、该第一限流电阻R1的一端及该第二限流电阻R2的一端相连。该接地端50分别与该第一继电器91的引脚8、该第一压敏电阻RV1的另一端、该第二继电器93的引脚8、该第二压敏电阻RV2的另一端、该电容C1的另一端及该驱动控制单元20相连。该第一限流电阻R1的另一端与该第一继电器91的引脚3相连，该第二限流电阻R2的另一端与该第二继电器93的引脚3相连。该第一继电器91的引脚6与该发动机40的三相线圈M的第一端及该驱动控制单元20相连，该第一继电器91的引脚7、该第二继电器93的引脚6及该发动机40的三相线圈M的第二端共同连接该驱动控制单元20，该第二继电器93的引脚7与该发动机40的三相线圈M的第三端及该驱动控制单元20相连。
请同时参阅图1与图2，本发明机械手制动系统较佳实施方式的工作原理如下：
在机械手未上电时，该继电单元90处于常闭状态，该电动机40的三相线圈M短路，从而使得机械手的各轴有了较大的阻尼。
当机械手上电时，该控制电输入端30输入控制电VC至该机械手制动系统，此时，该接触器K并未吸合，该动力电输入端10未输入动力电VPL，当该驱动控制单元20内的控制器23控制该接触器K吸合后，该动力电输入端10被接通，该第一继电器91与该第二继电器93均开始工作，并分别将引脚5、引脚6及引脚7形成的触点切换至断开状态，使得该电动机40处于工作状态，不再处于制动状态，该驱动控制单元60内的驱动器21驱动该电动机40进行转动。当该第一继电器91与该第二继电器93的引脚5、引脚6及引脚7形成的触点进行切换时，其另一组由引脚2、引脚3及引脚4形成的触点将传送用于指示该电动机40工作状态与制动状态的切换是否成功的反馈信号至该驱动控制单元20，该驱动控制单元20根据该反馈信号判断该机械手制动系统是否工作正常，从而决定是否可以对该电动机40进行控制。
当驱动控制单元20内的控制器23控制该接触器K断开后，该动力电输入端10输入的动力电VPL被切断，在该接触器K断开的瞬间，该驱动控制单元20内的驱动器21驱动该电动机40转动的能量由该电容C1提供，同时，该第一继电器91与该第二继电器93分别将引脚5、引脚6及引脚7形成的触点切换至导通状态，使得该电动机40进入制动状态。在该接触器K断开至该继电单元90进行触点切换的这段时间，该电容C1为该电动机40与该驱动控制单元20内的驱动器21提供续流通道，从而保证该整流二极管D1输出的电压VP在允许的范围之内，防止该驱动控制单元20报警及损坏。当该第一继电器91与该第二继电器93的引脚5、引脚6及引脚7形成的触点进行切换时，其另一组由引脚2、引脚3及引脚4形成的触点也将进行切换，以便传送用于指示该电动机40工作状态与制动状态的切换是否成功的反馈信号至该驱动控制单元20，该驱动控制单元20根据该反馈信号判断该机械手制动系统是否工作正常，从而决定是否可以对该电动机40进行控制。
本发明在机械手中增加了制动系统，使得机械手的制动过程可控，增加了机械手断电后的阻尼，达到快速制动的效果，从而解决了机械手断电后自由飞轮的问题，并且在机械手制动系统中增加了反馈回路，提高了机械手制动系统制动过程的安全性。

Claims (10)

1.一种机械手制动系统，所述机械手制动系统包括一动力电输入端、一控制电输入端及一接地端，其特征在于：所述机械手制动系统还包括一与所述动力电输入端相连的动力电控制单元、一与所述动力电控制单元、所述控制电输入端及所述接地端相连的继电单元、一与所述动力电控制单元、所述控制电输入端、所述接地端及所述继电单元相连的驱动控制单元及一连接于所述继电单元与所述驱动控制单元之间的电动机，所述继电单元与所述驱动控制单元形成一反馈回路，所述驱动控制单元通过所述动力电控制单元切断所述动力电输入端输入的动力电时，所述继电单元将所述电动机由工作状态切换至制动状态，并将一指示所述电动机由工作状态至制动状态是否切换成功的反馈信号传送至所述驱动控制单元，所述驱动控制单元根据所述反馈信号控制所述电动机的转动。
2.如权利要求1所述的机械手制动系统，其特征在于：所述动力电控制单元包括一与所述动力电输入端相连用于控制所述动力电输入端通断的接触器及一与所述接触器相连用于控制所述动力电输入端输入的动力电方向的整流二极管，所述整流二极管设于所述继电单元与所述驱动控制单元之间。
3.如权利要求2所述的机械手制动系统，其特征在于：所述动力电控制单元还包括一与所述整流二极管相连的电容，所述电容在所述动力电输入端输入的动力电被切断至所述继电单元开始工作时为所述电动机与所述驱动控制单元提供续流通道。
4.如权利要求3所述的机械手制动系统，其特征在于：所述动力电输入端与所述接触器的输入端相连，所述接触器的输出端与所述整流二极管的输入端相连，所述整流二极管的输出端与所述电容的一端及所述驱动控制单元相连，所述接触器的控制端与所述驱动控制单元相连，所述电容的另一端与所述接地端及所述驱动控制单元相连。
5.如权利要求1所述的机械手制动系统，其特征在于：所述继电单元包括一第一继电器、一第二继电器、一与所述第一继电器相连的第一限流电阻、一与所述第一继电器相连的第一压敏电阻、一与所述第二继电器相连的第二限流电阻及一与所述第二继电器相连的第二压敏电阻。
6.如权利要求5所述的机械手制动系统，其特征在于：所述第一继电器与所述第二继电器为相同型号的继电器，每一继电器均具有8个引脚，引脚1与引脚8为继电器的输入端，引脚5、引脚6与引脚7形成一组用于控制所述电动机在工作状态与制动状态之间切换的触点，引脚2、引脚3与引脚4形成另一组用于传送一指示所述电动机工作状态与制动状态的切换是否成功的反馈信号至所述驱动控制单元的触点。
7.如权利要求5所述的机械手制动系统，其特征在于：所述第一压敏电阻与所述第二压敏电阻分别用来保护所述第一继电器与所述第二继电器，所述动力电控制单元分别与所述第一继电器的一输入端、所述第一压敏电阻的一端、所述第二继电器的一输入端及所述第二压敏电阻的一端相连。
8.如权利要求7所述的机械手制动系统，其特征在于：所述控制电输入端分别与所述驱动控制单元、所述第一限流电阻的一端及所述第二限流电阻的一端相连，所述接地端分别与所述第一继电器的另一输入端、所述第一压敏电阻的另一端、所述第二继电器的另一输入端、所述第二压敏电阻的另一端及所述驱动控制单元相连。
9.如权利要求8所述的机械手制动系统，其特征在于：所述第一限流电阻的另一端与所述第一继电器相连，所述第二限流电阻的另一端与所述第二继电器相连。
10.如权利要求6所述的机械手制动系统，其特征在于：所述第一继电器的引脚6与所述发动机的三相线圈的第一端及所述驱动控制单元相连，所述第一继电器的引脚7、所述第二继电器的引脚6及所述发动机的三相线圈的第二端共同连接所述驱动控制单元，所述第二继电器的引脚7与所述发动机的三相线圈的第三端及所述驱动控制单元相连。
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