CN107091989A - 电机驱动器验证装置 - Google Patents

Abstract

根据本发明提供了一种电机驱动器验证装置，包括：人机交互界面，其被配置为接收用户对电机驱动器的验证指令，所述验证指令包括所述电机驱动器和所述电机驱动器所驱动的电机所要执行的一系列操作；传感器单元，其被配置为采集信息，所述信息关于所述电机驱动器和所述电机在执行所述一系列操作期间的工作状态；以及处理单元，其被配置为基于所述传感器单元所采集的信息来验证所述电机驱动器的性能。

Description

电机驱动器验证装置

技术领域

本发明涉及工厂备品的维修验证，并且尤其涉及一种电机驱动器验证装置。

背景技术

例如半导体集成电路封装测试厂(ATM)等生产工厂存在各种备品的维修和测试需求。其中，例如伺服电机驱动器SST 1500等电机驱动器在生产线上广泛应用于IC测试分选机中以控制测试站点夹取器和I/O机架在X和Y方向上的运动。如果电机驱动器出现故障，现有的解决方式通常是将其直接报废掉。

即便是现有技术中采用维修的方式来降低备品使用成本，其也面临许多困难。为了确保维修质量，维修后的验证环节相当重要。常规方式是将经过维修的备品安装回到实际的生产设备的环境进行测试，但是这耗时耗力，同时影响产能。

在安装电机驱动器之前，需要下载不同的电机驱动器的程序来对其设置进行复位，这非常不方便。而且要验证电机驱动器的功能，现有的方式也只能是将其安装回到测试分选机中才能实现。因此，如果经过维修的电机驱动器仍然存在故障，则其可能会损坏生产线上使用的电机，从而造成很大的经济损失。

发明内容

如上所述，目前即使是对电机驱动器进行维修后重复使用，其手段也是将经过维修的电机驱动器安装回到实际的生产设备的环境进行测试。

例如，在生产线上的机械手控制电脑下达执行命令给控制单元，其通常采用可编程逻辑控制单元(PLC)，PLC就把控制电脑下达的执行命令翻译/转换成电机驱动器可执行的命令。一旦电机驱动器有损坏或失去作用，PLC就触发整个设备或机械手单元断电。也就是说生产线上的验证工作也仅此而已，不能做过多的检测。其原因在于利用生产设备的验证成本太贵，并且不能保证做到100％的安全验证。可能机械手会相互碰撞导致不可逆转的损失而得不偿失(电机驱动器一般价格为几万人民币一个，而相比之下生产机器可能几百上千万元人民币)。

此外，现有的集成电路封装测试设备也不存在专门的检测流程程序和信号采集传感器。简而言之，其仅仅执行必要的执行控制流程来完成生产操作。另一方面，生产设备也没有针对电机驱动器特殊的保护。如果一旦发生生产设备现有的保护电路对电机驱动器失效，则可能会导致机械手控制单元被烧毁，造成巨大损失。

有鉴于此，需要一种专用的离线电机驱动器验证平台来对经过维修的电机驱动器进行验证，其能够实现电机驱动器的离线诊断，并且降低生产和诊断成本以及提高诊断精度。

因此，根据本发明的一个方面，提供了一种电机驱动器验证装置，包括：人机交互界面，其被配置为接收用户对电机驱动器的验证指令，所述验证指令包括所述电机驱动器和所述电机驱动器所驱动的电机所要执行的一系列操作；传感器单元，其被配置为采集信息，所述信息关于所述电机驱动器和所述电机在执行所述一系列操作期间的工作状态；以及处理单元，其被配置为基于所述传感器单元所采集的信息来验证所述电机驱动器的性能。

通过这种方式，与生产设备中采用的控制逻辑和架构不一样，本申请提供的离线电机驱动器验证装置采用的MCU或微处理器等处理单元是基于信息采集来进行判断得出验证结果，而生产设备中采用的PLC等控制单元仅仅执行的是信息的转换，即翻译工作，以实施所需要的生产操作。如本领域技术人员能够理解的，PLC不能脱机控制整个机械手系统运行，其要受控于站点控制器或机械手控制电脑。

通过采用本申请的公开内容的电机驱动器验证装置能够确保维修质量并且防止电机损坏。通过这种验证平台，可以最大化地降低成本，并且极大缩短故障解决时间。

根据一个实施例，该人机交互界面还被配置为将电机驱动器的性能输出给用户。例如，该人机交互界面可以包括触摸屏，因此其能够向用户显示电机驱动器的验证报告。这可以是更加用户友好的，并且提升了用户的操作体验。

根据一个实施例，处理单元所验证的电机驱动器的性能可以包括：良好、故障或者二者之间的临界状况中的一种。此外，如果处理单元所验证的所述电机驱动器的性能为故障的情况下，该处理单元可以进一步基于传感器单元所采集的信息获得故障原因，并且该人机交互界面还可以将所述电机驱动器的故障原因输出给用户。

根据一个实施例，传感器单元所采集的信息包括但不限于以下中的至少一项：所述电机驱动器的COM口、USB口、串行口、控制口、编码口的状态；输入和/或输出电压；输入和/或输出电流；所述电机驱动器中的IGBT晶闸管的电压和/或电流；以及所述电机驱动器和/或所述电机的温度。

根据上述实施例，该传感器单元可以包括电压电流检测电路、信息取样电路和温度传感器中的至少一种，以采集处理单元进行验证所需要的信息。

根据一个实施例，该处理单元可以是微处理器或者微控制器。并且，该处理单元还可以脱机地为电机驱动器更新配置应用程序。

根据本发明的另一个方面，提供了一种电机驱动器验证方法，包括：接收用户对电机驱动器的验证指令，所述验证指令包括所述电机驱动器和所述电机驱动器所驱动的电机所要执行的一系列操作；采集信息，所述信息关于所述电机驱动器和所述电机在执行所述一系列操作期间的工作状态；并且基于所采集的信息来验证所述电机驱动器的性能。

根据一个实施例，该方法还可以包括将所述电机驱动器的性能输出给所述用户。

根据一个实施例，将电机驱动器的性能输出给用户可以包括通过语音、可见光、震动、文字信息中的至少一种方式将所述电机驱动器的性能输出给用户。

参照结合附图进行的说明，本发明的其他目的和效果将变得更加显而易见并且更加易于理解。

附图说明

下面将结合实施例并且参照附图更加具体地介绍和解释本发明，在附图中：

图1示出了包括根据本发明的实施例的电机驱动器验证装置的电机驱动器验证系统的框图；

图2示出了根据本发明的实施例的电机驱动器验证方法的流程图。

在附图中相同的附图标记表示相似或相应的特征和/或功能。

具体实施方式

下文中将参照附图更加具体地说明本发明的实施例。

图1示出了包括根据本发明的实施例的电机驱动器验证装置10的电机驱动器验证系统1的框图。

如图1所示，该验证系统1包括待验证的电机驱动器11和与之适配的电机12，以及根据本发明的实施例的电机驱动器验证装置10。该装置10包括人机交互界面101、传感器单元102以及处理单元103。如图1所示，其中的箭头示出了各个部件之间的信号或者数据流向关系。

人机交互界面101用于接收用户对电机驱动器11的验证指令。具体地，该验证指令可以包括为了对电机驱动器11的性能进行验证而需要电机驱动器11和电机12所要执行的一系列操作。通过监测电机驱动器11和电机12在执行一系列操作期间的各种参数，装置10可以最终验证电机驱动器11的性能。

IC测试分选机通常采用的例如是伺服电机驱动器SST 1500。在对其进行验证时需要采用与之相适配的电机来进行操作。本领域技术人员应当能够理解，对于其他类型的电机驱动器而言，也可以相应采用其适配的电机。

根据一个实施例，该人机交互界面101还被配置为将电机驱动器11的性能输出给用户。例如，该人机交互界面101可以包括触摸屏，因此其能够向用户显示电机驱动器11的验证报告。如本领域技术人员所理解的，该人机交互界面101可以通过各种方式与用户进行交互。例如，可以通过语音、可见光、震动、文字信息和触摸等方式来与用户进行交互。

传感器单元102用于采集信息。如上所述，传感器单元102所采集的信息是关于电机驱动器11和其驱动的电机12在执行一系列操作期间的工作状态。

根据一个实施例，传感器单元102所采集的信息包括以下中的至少一项：所述电机驱动器的COM口、USB口、串行口、控制口、编码口的状态；输入和/或输出电压；输入和/或输出电流；所述电机驱动器中的IGBT晶闸管的电压和/或电流；以及所述电机驱动器和/或所述电机的温度。信息还可以包括电机驱动器的处理过程控制情况以及传感器单元所采集的实际情况。

根据上述实施例，该传感器单元102可以包括电压电流检测电路、信息取样电路和温度传感器中的至少一种，以采集处理单元进行验证所需要的信息。此外，如本领域技术人员应当能够理解的，可以使用热敏电阻器作为温度传感器，或者也可以采用其他转换的方式来通过采集的电流信息来获得电机驱动器和电机的温度信息。

处理单元103作为整个电机驱动器验证装置10的核心单元，其通过人机交互界面101接收用户对电机驱动器11的验证指令，并且相应地控制电机驱动器11和电机12执行一系列操作。此外，该处理单元103接收传感器单元102所采集的信息，并且基于该信息来验证电机驱动器11的性能。此外，处理单元103还可以将该信息存储起来方便之后用户进行追踪和查询。

根据一个实施例，该处理单元103可以是微处理器或者微控制器MCU。并且，该处理单元103还可以脱机地为电机驱动器11更新配置应用程序。

通过这种方式，与生产设备中采用的控制逻辑和架构不一样，本申请提供的离线电机驱动器验证装置10采用的MCU或微处理器等处理单元是基于信息采集来进行判断得出验证结果，而生产设备中采用的PLC等控制单元仅仅执行的是信息的转换，即翻译工作，从而将操作员的控制指令转换成电机驱动器可以理解的指令，以实施所需要的生产操作。如本领域技术人员能够理解的，PLC不能脱机控制整个机械手系统运行，其要受控于协调整个机械手和测试单元的电脑的站点控制器或机械手控制电脑。

验证装置10的MCU或微处理器等处理单元103可以通过传感器单元实时监测电机驱动器和电机的温度、电流、电压、相位和反馈信号等信息。如果发现异常，则验证装置10的处理单元103可以切断电源。而在生产设备中验证时，由于通常存在多个电机驱动器和电机一起工作，因此如果操作者将不确定的电机驱动器置于生产线上进行验证时，一旦电机驱动器发出错误的信息并且给电机上电，则很可能突然将电机烧坏。这也可能进一步造成整个机械手系统损坏和电机的毁坏。如果该电机驱动器是控制Y轴方向运动的情况下，则机械臂很可能会掉落，从而造成巨大损失。

因此，通过采用本申请的公开内容的电机驱动器验证装置能够确保维修质量并且防止电机和机械臂系统损坏。通过这种验证平台，可以最大化地降低成本，并且极大缩短故障解决时间。

根据一个实施例，处理单元103所验证的电机驱动器11的性能可以包括：良好、故障或者二者之间的临界状况中的一种。性能为良好表示所验证的电机驱动器11的性能正常。性能为故障表示所验证的电机驱动器11的性能存在问题，不能正常使用。而介于良好和故障之间的性能状况可以被认为是临界状况，其表明所验证的电机驱动器11的性能根据验证参数的阈值可能处于较为模糊的地带，在使用时仍然可能存在发生故障的风险。

根据另一个实施例，如果操作人员是新手并且对于电机驱动器11的性能知之甚少的情况下，处理单元103所验证的电机驱动器11的性能结果可以仅仅为良好和故障二者。即，在某些情况下，为了简化处理，可以将处于临界状况下的电机驱动器11也判断为是故障的，从而可以确保操作人员将仅仅验证为良好的电机驱动器11回收使用。

此外，如果处理单元103所验证的所述电机驱动器的性能为故障的情况下，该处理单元103可以进一步基于传感器单元102所采集的信息进行分析从而获得具体故障原因，并且该人机交互界面101还可以将所述电机驱动器的故障原因输出给用户。

通过上述结合图1进行的说明，已经具体描述了根据本发明的实施例的电机驱动器验证装置的工作原理。接下来，将参考图2进一步补充说明，其中图2示出了根据本发明的实施例的电机驱动器验证方法20的流程图。

如上面已经参照图1介绍的电机驱动器验证装置的工作方式，图2所示的方法20开始于S21，即，通过人机交互界面等手段，装置10的处理单元103首先接收用户对电机驱动器11的验证指令。该验证指令包括所述电机驱动器11和所述电机驱动器11所驱动的电机12所要执行的一系列操作。

接着，在S22处，处理单元103与电机驱动器11和电机12交互，控制这两个部件执行用户所指示的一系列操作。并且，通过装置10的传感器单元102等传感部件来采集信息，其中所述信息关于所述电机驱动器和所述电机在执行所述一系列操作期间的工作状态。

最后，在S23处，处理单元103接收传感器单元102所采集的信息，并且基于该信息来对电机驱动器的性能进行验证。

例如，一般来说SST 1500型号的电机驱动器典型的故障是其采用的5V电源芯片的故障，包括通信及储存问题等等。下面将以电机驱动器验证装置10对SST1500型号的电机驱动器11进行验证为例进行具体说明：

首先，操作人员将待验证的SST 1500电机驱动器11安装到验证装置10。接通供电电源之后，操作人员在人机交互界面101选择下载驱动程序给电机驱动器11(此时电机12没有工作，负荷不大，因而电机驱动器11的电源芯片还能工作)。这时电机驱动器11的指示灯会闪烁。下载完后指示灯常亮绿灯。断电并初始化驱动器11和整个验证系统。接下来操作人员在人机交互界面101选择电机12所要执行的一系列操作，包括电机12的力矩、转速、转动方向等，然后点击验证‘开始’按钮。

接着，处理单元103与电机驱动器11和电机12交互，控制这两个部件执行用户所指示的上述一系列操作。并且，通过装置10的传感器单元102等传感部件来采集信息，例如采集电机12的转速信息和/或转速波动的幅度。

进一步地，处理单元103接收传感器单元102所采集的信息，并且基于该信息来对电机驱动器11的性能进行验证。其中一种情况是，如果处理单元103判断所采集的电机12的转速低于预设的阈值或者转速波动的幅度大于相应预设的阈值，则判断电机12不动或转速不稳。可能的故障范围包括驱动器11的脉冲控制器的供电电压存在问题，或者是程序下载问题。

此时，处理单元103可以进一步查看MCU采集回来的信号，包括电机12的驱动电压以及电机驱动器11的温度以确认具体的故障原因。本发明的发明人发现电机驱动器11的5V电源芯片的工作温度异常(通常正常情况应当在50摄氏度以下)，则电机12的驱动电压也会随之波动。当电源芯片的工作温度达到80摄氏度左右，电源芯片输出端就很不稳定。因此，如果MCU采集的温度异常则确认故障原因是电源芯片故障，而如果温度正常，则可以判断故障原因可能是程序下载问题导致电机不能正常工作。

以上仅仅是结合本领域常用的SST 1500电机驱动器11的常见故障之一对验证装置10的验证过程进行说明，本领域技术人员应当能够理解的是基于不同型号的电机驱动器以及不同类型的故障，验证装置10可以基于其包括的传感器单元102所采集的电机驱动器和电机在执行指定操作过程中的信息来对电机驱动器的故障进行诊断验证。

根据一个实施例，该方法20还可以包括将电机驱动器的性能输出给用户。

根据一个实施例，将电机驱动器的性能输出给用户可以包括通过语音、可见光、震动、文字信息中的至少一种方式将所述电机驱动器的性能输出给用户。

例如，上述输出操作可以借助于人机交互界面101来执行，即，通过在例如触摸屏等人机交互界面101所包括的喇叭、屏幕来完成该输出操作。但是，本领域技术人员应当能够理解，上述输出操作也不仅限于此。例如，可以通过附加的LED彩灯显示不同颜色来完成上述输出操作，其中不同的颜色可以指示不同的验证结果。

本发明可以用包含多个不同部件的硬件、以及适当计算机程序来实现。在列举多个部件的装置权利要求中，这些部件中的一些可以用同一个硬件实现。某些装置在互不相同的权利要求项中进行描述并不说明这些装置的组合不能有益地结合使用。

应当注意上述实施例示意而非限制本发明并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求范围的情况下应当能够设计出各种替代实施例。在权利要求书中，不应该将括号中的任何附图标记理解成是对权利要求的限制。词语“包括”并不排除存在权利要求或说明书中没有列举的元件或步骤。元件之前的词语“一”或“一个”并不排除存在多个这种元件。在列举了几个单元的系统权利要求中，这些元件中的几种可以由同一类软件和/或硬件来实施。使用词语“第一”、“第二”和“第三”等并不表示任何顺序关系。应当将这些词语理解成名称。

Claims (12)

1.一种电机驱动器验证装置(10)，包括：

人机交互界面(101)，其被配置为接收用户对电机驱动器(11)的验证指令，所述验证指令包括所述电机驱动器(11)和所述电机驱动器(11)所驱动的电机(12)所要执行的一系列操作；

传感器单元(102)，其被配置为采集信息，所述信息关于所述电机驱动器(11)和所述电机(12)在执行所述一系列操作期间的工作状态；以及

处理单元(103)，其被配置为基于所述传感器单元(102)所采集的信息来验证所述电机驱动器(11)的性能。

2.根据权利要求1所述的电机驱动器验证装置(10)，其中：

所述人机交互界面(101)还被配置为将所述电机驱动器的性能输出给所述用户。

3.根据权利要求1或2所述的电机驱动器验证装置(10)，其中：

所述人机交互界面(101)包括触摸屏。

4.根据权利要求1或2所述的电机驱动器验证装置(10)，其中：

所述信息包括以下中的至少一项：

所述电机驱动器(11)的COM口、USB口、串行口、控制口、编码口的状态；

输入和/或输出电压；

输入和/或输出电流；

所述电机驱动器(11)中的IGBT晶闸管的电压和/或电流；以及

所述电机驱动器(11)和/或所述电机(12)的温度。

5.根据权利要求1或2所述的电机驱动器验证装置(10)，其中：

所述传感器单元(102)包括电压电流检测电路、信息取样电路和温度传感器中的至少一种。

6.根据权利要求1或2所述的电机驱动器验证装置(10)，其中：

所述处理单元(103)包括微处理器或者微控制器，并且所述处理单元(103)还被配置为脱机地为所述电机驱动器(11)更新配置应用程序。

7.根据权利要求1或2所述的电机驱动器验证装置(10)，其中：

所述处理单元(103)所验证的所述电机驱动器(11)的性能包括：良好、故障或者二者之间的临界状况中的一种。

8.根据权利要求7所述的电机驱动器验证装置(10)，其中，在所述处理单元(103)所验证的所述电机驱动器(11)的性能为故障的情况下，

所述处理单元(103)被进一步配置为基于所述传感器单元(102)所采集的信息获得故障原因；并且

所述人机交互界面(101)还被配置为将所述电机驱动器(11)的故障原因输出给所述用户。

9.一种电机驱动器验证方法(20)，包括：

接收(21)用户对电机驱动器(11)的验证指令，所述验证指令包括所述电机驱动器(11)和所述电机驱动器所驱动的电机(12)所要执行的一系列操作；

采集(22)信息，所述信息关于所述电机驱动器(11)和所述电机(12)在执行所述一系列操作期间的工作状态；并且

基于所采集的信息来验证(23)所述电机驱动器(11)的性能。

10.根据权利要求9所述的方法(20)，还包括：

将所述电机驱动器(11)的性能输出给所述用户。

11.根据权利要求10所述的方法(20)，其中：

将所述电机驱动器(11)的性能输出给所述用户包括通过语音、可见光、震动、文字信息中的至少一种方式将所述性能输出给所述用户。

12.根据权利要求9-11中的任一项所述的方法(20)，其中：

所验证的所述电机驱动器(11)的性能包括：良好、故障或者二者之间的临界状况中的一种，并且

在所验证的所述电机驱动器(11)的性能为故障的情况下，所述方法进一步包括：基于所采集的信息获得故障原因，并且将所述电机驱动器(11)的故障原因输出给所述用户。