CN108599628A - 急停控制装置、伺服驱动器及伺服系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种急停控制装置、伺服驱动器及伺服系统。其中，该急停控制装置包括：信号传输单元，用于当接收到紧急停止信号时，将所述紧急停止信号传输至开关单元；所述开关单元，与所述信号传输单元连接，且设置于伺服驱动器的驱动单元电源与驱动单元之间，用于在接收到所述紧急停止信号的情况下，断开所述驱动单元电源与所述驱动单元之间的连接。本发明解决了由于现有技术通过切断向伺服驱动器的电力供给进行紧急停止造成的伺服电机仍然会保持工作一段时间，导致急停效果不理想，仍存在安全隐患的技术问题。

Description

急停控制装置、伺服驱动器及伺服系统

技术领域

本发明涉及机电控制领域，具体而言，涉及一种急停控制装置、伺服驱动器及伺服系统。

背景技术

机床或机器人等中，在紧急情况下，比如人进入了作业区域或者发生某种机械故障时，需要使伺服电机立即停止来确保安全性。对此,现有的紧急停止方法通常是:当检测出紧急停止信号时,切断向伺服驱动器的电力供给,并同时中断伺服控制并使电磁制动器或再生制动器工作，如图1所示，现有的方案是在伺服驱动器输入电源处设置紧急停止开关，通过开关闭合/断开来控制电源输入，即当检测出紧急停止信号时，断开紧急停止开关。

然而，由于伺服驱动器都具有大的存储电量的电容，即使切断伺服驱动器的电源，伺服电机仍然会保持工作一段时间，因此急停效果不理想，仍存在安全隐患。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种急停控制装置、伺服驱动器及伺服系统，以至少解决由于现有技术通过切断向伺服驱动器的电力供给进行紧急停止造成的伺服电机仍然会保持工作一段时间，导致急停效果不理想，仍存在安全隐患的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种急停控制装置，包括：信号传输单元，用于当接收到紧急停止信号时，将紧急停止信号传输至开关单元；开关单元，与信号传输单元连接，且设置于伺服驱动器的驱动单元电源与驱动单元之间，用于在接收到紧急停止信号的情况下，断开驱动单元电源与驱动单元之间的连接。

可选地，信号传输单元还与伺服驱动器的数字信号处理器连接；信号传输单元，还用于将紧急停止信号传输至数字信号处理器，其中，数字信号处理器根据紧急停止信号中断伺服控制。

可选地，信号传输单元包括光耦合器。

可选地，开关单元包括以下至少之一：继电器、三极管、金属-氧化物半导体场效应晶体管。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种伺服驱动器，包括：驱动单元，用于生成驱动信号，驱动信号用于控制逆变单元；驱动单元电源，与驱动单元连接，用于为驱动单元供电；信号传输单元，用于当接收到紧急停止信号时，将紧急停止信号传输至开关单元；开关单元，与信号传输单元连接，且设置于驱动单元电源与驱动单元之间，用于在接收到紧急停止信号的情况下，断开驱动单元电源与驱动单元之间的连接。

可选地，伺服驱动器，还包括：数字信号处理器，与信号传输单元连接，用于根据紧急停止信号中断伺服控制；信号传输单元，还用于将紧急停止信号传输至数字信号处理器。

可选地，伺服驱动器，还包括：逆变单元，与驱动单元连接，用于将伺服驱动器的电转换为交流电源，并根据驱动单元的驱动信号产生输出给电机的交流电压和电流。

可选地，信号传输单元包括光耦合器。

可选地，开关单元包括以下至少之一：继电器、三极管、金属-氧化物半导体场效应晶体管。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种伺服系统，包括上述的伺服驱动器。

在本发明实施例中，采用信号传输单元当接收到紧急停止信号时，将紧急停止信号传输至开关单元；开关单元在接收到紧急停止信号的情况下，断开驱动单元电源与驱动单元之间的连接的方式，通过断开驱动单元电源与驱动单元之间的连接，进而快速关断逆变单元，达到了关断伺服电机电力而使电机紧急停止的目的，从而实现了缩短从紧急停止开始到完全停止所要的时间和距离，提高安全性的技术效果，进而解决了由于现有技术通过切断向伺服驱动器的电力供给进行紧急停止造成的伺服电机仍然会保持工作一段时间，导致急停效果不理想，仍存在安全隐患的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据现有技术的一种伺服驱动器的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的一种可选的急停控制装置的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的另一种可选的急停控制装置的结构示意图；

图4是根据本发明实施例的一种可选的伺服驱动器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

根据本发明实施例，提供了一种急停控制装置的实施例，图2是根据本发明实施例的急停控制装置，如图2所示，该急停控制装置包括：

信号传输单元20，用于当接收到紧急停止信号时，将紧急停止信号传输至开关单元22；开关单元22，与信号传输单元20连接，且设置于伺服驱动器3的驱动单元电源30与驱动单元32之间，用于在接收到紧急停止信号的情况下，断开驱动单元电源30与驱动单元32之间的连接。

本实施例中，通过断开驱动单元电源与驱动单元之间的连接，进而快速关断逆变单元，达到了关断伺服电机电力而使电机紧急停止的目的，从而实现了缩短从紧急停止开始到完全停止所要的时间和距离，提高安全性的技术效果，进而解决了由于现有技术通过切断向伺服驱动器的电力供给进行紧急停止造成的伺服电机仍然会保持工作一段时间，导致急停效果不理想，仍存在安全隐患的技术问题。

可选地，仍如图2所示，信号传输单元20还与伺服驱动器3的数字信号处理器34连接；信号传输单元20，还用于将紧急停止信号传输至数字信号处理器34，其中，数字信号处理器34根据紧急停止信号中断伺服控制。

可选地，如图3所示，信号传输单元20包括光耦合器200。

可选地，开关单元包括以下至少之一：继电器、三极管、金属-氧化物半导体场效应晶体管。

当外部紧急停止信号输入至伺服驱动器3时，光耦(即上述的光耦合器200)接收该紧急停止信号，并输入至驱动单元电源30处开关(即上述的开关单元22)，开关由关闭到断开状态，也就断开了驱动单元电源30，达到迅速关断逆变单元的IGBT(Insulated GateBipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)目的，从而切断向伺服电机(也称为电机)的驱动电力供给，因此达到紧急停止。与此同时紧急停止信号也输入到主控制芯片DSP(DigitalSignal Processor,数字信号处理)处理器，DSP处理器中断伺服控制并使电磁制动器或再生制动器工作。

实施例2

根据本发明实施例，提供了一种伺服驱动器的实施例，图4是根据本发明实施例的伺服驱动器，结合图2和图4所示，该伺服驱动器3包括：

驱动单元32，用于生成驱动信号，驱动信号用于控制逆变单元；驱动单元电源30，与驱动单元32连接，用于为驱动单元20供电；信号传输单元20，用于当接收到紧急停止信号时，将紧急停止信号传输至开关单元22；开关单元22，与信号传输单元20连接，且设置于驱动单元电源30与驱动单元32之间，用于在接收到紧急停止信号的情况下，断开驱动单元电源30与驱动单元32之间的连接。

可选地，仍如图4所示，伺服驱动器3，还包括：数字信号处理器34，与信号传输单元20连接，用于根据紧急停止信号中断伺服控制；信号传输单元20，还用于将紧急停止信号传输至数字信号处理器34。

可选地，仍如图4所示，伺服驱动器3，还包括：逆变单元36，与驱动单元32连接，用于将伺服驱动器3的电转换为交流电源，并根据驱动单元32的驱动信号产生输出给电机4的交流电压和电流。

如图4所示，本实施例中，电机4，用于对产业用机器人等各种机械装置进行驱动；伺服驱动器3，用于对电机4的动作进行控制；数字信号处理器34，用于接收外部的输入开关信号和运行指令信号(如紧急停止信号，位置指令等)，根据运行指令运算出电机4的电流的脉冲宽度调制信号，并输出至驱动单元32；驱动单元32，用于驱动逆变单元36的IGBT开通关断；逆变单元36，用于将伺服驱动器3的电转换为交流电源，并根据驱动单元32的驱动信号产生输出给电机4的交流电压和电流；驱动单元电源30，用于给驱动单元32供电；信号传输单元20，用于接收外部紧急停止信号。

可选地，信号传输单元20包括光耦合器200。

可选地，开关单元包括以下至少之一：继电器、三极管、金属-氧化物半导体场效应晶体管。

本实施例中，通过断开驱动单元电源与驱动单元之间的连接，进而快速关断逆变单元，达到了关断伺服电机电力而使电机紧急停止的目的，从而实现了缩短从紧急停止开始到完全停止所要的时间和距离，提高安全性的技术效果，进而解决了由于现有技术通过切断向伺服驱动器的电力供给进行紧急停止造成的伺服电机仍然会保持工作一段时间，导致急停效果不理想，仍存在安全隐患的技术问题。

实施例3

根据本发明实施例，还提供了一种伺服系统，包括上述的伺服驱动器。

本实施例的伺服系统具有：伺服电机，其对产业用机器人等各种机械装置进行驱动；伺服驱动器，对伺服电机的动作进行控制；DSP处理器，用以接收外部的输入开关信号和运行指令信号，如紧急停止信号，位置指令等，根据运行指令运算出伺服电机的电流的脉冲宽度调制信号，并输出至驱动单元；驱动单元，用以驱动逆变单元的IGBT开通关断；逆变单元，用以将驱动器的电转换为交流电源，并根据驱动单元驱动信号产生输出给电机的交流电压和电流；驱动单元电源，用以给驱动单元供电；光耦，用以接收外部紧急停止信号。

急停产生时目前通常的做法是:当检测出紧急停止信号时,切断向伺服驱动器的电力供给,并同时中断伺服控制并使电磁制动器或再生制动器工作。由于一般伺服驱动器都具有大的存储电量的电容，即使切断驱动器的电源伺服电机仍然会保持工作一小段时间，所以急停效果不理想。

本实施例的伺服系统，当外部紧急停止信号输入至伺服驱动器时，光耦接收该信号，并输入至驱动单元电源处开关，开关由关闭到断开状态，也就断开了驱动单元电源，达到迅速关断逆变单元IGBT目的，从而切断向伺服电机的驱动电力供给，因此达到紧急停止。与此同时紧急停止信号也输入到主控制芯片DSP处理器，DSP处理器中断伺服控制并使电磁制动器或再生制动器工作，具有快速安全停止的特点。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种急停控制装置，其特征在于，包括：

信号传输单元，用于当接收到紧急停止信号时，将所述紧急停止信号传输至开关单元；

所述开关单元，与所述信号传输单元连接，且设置于伺服驱动器的驱动单元电源与驱动单元之间，用于在接收到所述紧急停止信号的情况下，断开所述驱动单元电源与所述驱动单元之间的连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号传输单元还与所述伺服驱动器的数字信号处理器连接；

所述信号传输单元，还用于将所述紧急停止信号传输至所述数字信号处理器，其中，所述数字信号处理器根据所述紧急停止信号中断伺服控制。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述信号传输单元包括光耦合器。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述开关单元包括以下至少之一：继电器、三极管、金属-氧化物半导体场效应晶体管。

5.一种伺服驱动器，其特征在于，包括：

驱动单元，用于生成驱动信号，所述驱动信号用于控制逆变单元；

驱动单元电源，与所述驱动单元连接，用于为所述驱动单元供电；

信号传输单元，用于当接收到紧急停止信号时，将所述紧急停止信号传输至开关单元；

所述开关单元，与所述信号传输单元连接，且设置于所述驱动单元电源与所述驱动单元之间，用于在接收到所述紧急停止信号的情况下，断开所述驱动单元电源与所述驱动单元之间的连接。

6.根据权利要求5所述的伺服驱动器，其特征在于，还包括：

数字信号处理器，与所述信号传输单元连接，用于根据所述紧急停止信号中断伺服控制；

所述信号传输单元，还用于将所述紧急停止信号传输至所述数字信号处理器。

7.根据权利要求5所述的伺服驱动器，其特征在于，还包括：

所述逆变单元，与所述驱动单元连接，用于将伺服驱动器的电转换为交流电源，并根据所述驱动单元的所述驱动信号产生输出给电机的交流电压和电流。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的伺服驱动器，其特征在于，所述信号传输单元包括光耦合器。

9.根据权利要求5至7中任一项所述的伺服驱动器，其特征在于，所述开关单元包括以下至少之一：继电器、三极管、金属-氧化物半导体场效应晶体管。

10.一种伺服系统，其特征在于，包括如权利要求5至9中任一项所述的伺服驱动器。