CN113300637A - 一种针对带限位转台的快速制动系统 - Google Patents

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龙立禹
王芸
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    • H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching

Abstract

一种针对带限位转台的快速制动系统，包括电机、转台、旋转轴、交流触电器、测控板、驱动器、电源，所述转台上设有2个光电传感器，光电传感器的一侧均设有限位挡块，所述旋转轴上位于2个光电传感器之间设有遮光片，遮光片的两侧均设有限位撞块，所述光电传感器经逻辑或门电路与中间继电器连接，所述中间继电器上设有继电器常闭触点，所述交流触电器经继电器常闭触点与电源连接，所述交流触电器包括有常开触点和常闭触点，所述测控板通过使能信号线与常开触点连接，常开触点与驱动器连接，所述电机分别经2根电机定子绕组接线与驱动器连接，2根所述的电机定子绕组接线分别与常闭触点的两端连接。该制动系统采用短接制动，具有制动效果好的优点。

Description

一种针对带限位转台的快速制动系统
技术领域
本发明涉及一种针对带限位转台的快速制动系统。
背景技术
对于转角有限位的转台，目前普遍采用了三重限位保护，即软件限位，电气限位和机械限位。一旦软件限位保护失效，就需要电气限位保护装置和机械限位缓冲装置对转台进行保护。现阶段电气限位保护普遍采用的是断开闭环系统，切断电源的方式，当转台失控超出限位后，转台会处于自由运动状态，因此，当转台高速状态下失控后，即使有电气限位保护，转台也会以一个极大的速度撞击机械限位块，从而可能导致转台自身及被测产品的损坏。为了克服这种电气限位保护方式的不足，通常会增加一个电磁抱闸、电磁离合器等电磁铁制动器，但是电磁铁制动器成本高，使用寿命较短，同时，转台结构不一定有合适的空间用于安装电磁铁制动器。
发明内容
本发明其目的就在于提供一种针对带限位转台的快速制动系统，解决了带限位转台在高速摇摆运行过程中，转台失控和“飞车”导致转台性能指标下降和被测试设备损坏的问题。
为实现上述目的而采取的技术方案是，一种针对带限位转台的快速制动系统，包括电机、转台、旋转轴、交流触电器、测控板、驱动器、电源，所述转台上设有2个光电传感器，光电传感器的一侧均设有限位挡块，所述旋转轴上位于2个光电传感器之间设有遮光片，遮光片的两侧均设有限位撞块，所述光电传感器经逻辑或门电路与中间继电器连接，所述中间继电器上设有继电器常闭触点，所述交流触电器经继电器常闭触点与电源连接，所述交流触电器包括有常开触点和常闭触点，所述测控板通过使能信号线与常开触点连接，常开触点与驱动器连接，所述电机分别经2根电机定子绕组接线与驱动器连接，2根所述的电机定子绕组接线分别与常闭触点的两端连接，所述逻辑或门电路包括1号或门电路、2号或门电路和3号或门电路，所述1号或门电路的输入端与光电传感器连接，所述2号或门电路的输入端分别与测控板、驱动器连接，1号或门电路和2号或门电路的输出端均与3号或门电路的输入端连接，3号或门电路的输出端与中间继电器连接。
进一步，所述电机为直流伺服电机，所述电机的输出端固定连接旋转轴，所述转台套装在旋转轴上，转台与旋转轴能够相对转动。
进一步，所述光电传感器为PNP槽型光电传感器，PNP槽型光电传感器上设有凹槽，凹槽内设有信号接收管；所述遮光片与旋转轴固定连接，所述遮光片随旋转轴旋转至PNP槽型光电传感器处，遮光片的一端置于凹槽内，并切断凹槽内信号接收管接收红外线信号。
进一步，所述光电传感器、限位挡块、限位撞块均为2个，2个所述的光电传感器位于2个所述的限位挡块之间，2个所述的限位撞块位于2个所述的光电传感器之间，2个所述的限位撞块均与旋转轴固定连接。
进一步，所述中间继电器上的常闭触点与交流接触器线圈串联。
有益效果
与现有技术相比本发明具有以下优点。
1．本发明能够适用绝大多数转台失控场景，如“突发断电”，“控制器输出故障”，“伺服驱动器故障”，“软件失控”等；
2．本发明成本低，无须增加电磁铁制动器等其他制动器件；
3．本发明利用电机的特性，采用短接制动，具有实施方便，所需元器件较少，制动效果好的优点。
附图说明
以下结合附图对本发明作进一步详述。
图1为本发明中光电传感器和限位挡块的安装结构示意图；
图2为本发明中逻辑或门电路示意图；
图3为本发明中交流接触器接线示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述。
一种针对带限位转台的快速制动系统，如图1-图3所示，包括电机18、转台10、旋转轴1、交流触电器14、测控板17、驱动器19、电源16，所述转台10上设有2个光电传感器3，光电传感器3的一侧均设有限位挡块2，所述旋转轴1上位于2个光电传感器3之间设有遮光片5，遮光片5的两侧均设有限位撞块4，所述光电传感器3经逻辑或门电路11与中间继电器9连接，所述中间继电器9上设有继电器常闭触点15，所述交流触电器14经继电器常闭触点15与电源16连接，所述交流触电器14包括有常开触点20和常闭触点21，所述测控板17通过使能信号线12与常开触点20连接，常开触点20与驱动器19连接，所述电机18分别经2根电机定子绕组接线13与驱动器19连接，2根所述的电机定子绕组接线13分别与常闭触点21的两端连接；所述逻辑或门电路11包括1号或门电路6、2号或门电路7和3号或门电路8，所述1号或门电路6的输入端与光电传感器3连接，所述2号或门电路7的输入端分别与测控板17、驱动器19连接，所述1号或门电路6和2号或门电路7的输出端均与3号或门电路8的输入端连接，3号或门电路8的输出端与中间继电器9连接。
所述电机18为直流伺服电机，所述电机18的输出端固定连接旋转轴1，所述转台10套装在旋转轴1上，转台10与旋转轴1能够相对转动。
所述光电传感器3为PNP槽型光电传感器，PNP槽型光电传感器上设有凹槽，凹槽内设有信号接收管；所述遮光片5与旋转轴1固定连接，所述遮光片5随旋转轴1旋转至PNP槽型光电传感器处，遮光片5的一端置于凹槽内，并切断凹槽内信号接收管接收红外线信号。
所述光电传感器3、限位挡块2、限位撞块4均为2个，2个所述的光电传感器3位于2个所述的限位挡块2之间，2个所述的限位撞块4位于2个所述的光电传感器3之间，2个所述的限位撞块4均与旋转轴1固定连接。
所述中间继电器9上的继电器常闭触点15与交流接触器14线圈串联。
本发明中，如图1所示，在所述转台10上的2个限位处各安装1个限位挡块2和1个P光电传感器3，旋转轴1上安装2个限位撞块4和1个遮光片5，当转台转角转到限位处时，使遮光片5刚好通过光电传感器3的凹槽，光电传感器3上的信号接收管的红外线信号被中断，这样就可以保证转台10超出限位时，光电传感器3会输出一个高电平信号，同时如果转台10的转角超限位太多，那限位撞块4就会与限位挡块2碰撞，迫使转台10停住。
所述的逻辑或门电路，如图2所示，转台10上的2个光电传感器3输出信号分别定义为上限位信号和下限位信号，将上限位信号与下限位信号接入1号或门电路6的输入端，将测控板17的故障信号和驱动器故障信号接入2号或门电路7的输入端，再将1号或门电路6和2号或门电路7的输出端接入3号或门电路8的输入端，3号或门电路8的输出端与中间继电器9的控制端相连接，将交流接触器14的线圈电源线通过中间继电器9上的继电器常开触点15与电源16相连。
所述的交流接触器14的接线关系，如图3所示，将从电机18引出到驱动器19的电机定子绕组接线13并接到交流接触器14的常闭触点21的两端，另一方面将与测控板17连接的使能信号线12通过交流接触器14上的常开触点20接到驱动器19上。
本发明在具体实施时，在转台10上电后，交流接触器14正常吸合，交流接触器14上面的常开触点20导通，使得测控板17到驱动器19之间的使能信号线12接通，同时常闭触点21断开，使得电机定子绕组接线13不发生短路,；当转台10超限位，或者测控板17及驱动器19故障时，3号或门电路8将输出一个高电平信号到中间继电器9的控制端上，中间继电器9收到高电平信号后，会将继电器常闭触点15断开，使得交流接触器14与电源16断开，断电复位；这样交流接触器14上的常开触点20就恢复成断开状态，导致测控板17与驱动器19之间被切断，从而断开了驱动器19给电机18的驱动转矩，使电机18处于自由状态。另一方面，交流接触器14上的常闭触点21也恢复成导通状态，这样电机定子绕组接线13就被短接，使电机18产生一个制动转矩，让电机18停止转动，避免限位撞块4剧烈撞击限位挡块2。如果转台10在运行过程中突然断电，那断电的一瞬间交流接触器14也会因为断电而复位，这样电机定子绕组接线13也会在断电后立刻被短接，使得转台10可以迅速停下来。直流伺服电机短接制动的原理是，将定子绕组短接，转子惯性转动。由于转子铁心中仍然剩磁的存在，这就形成了一个旋转磁场，在电动机旋转惯性作用下磁场切割定子绕组，并在定子绕组中产生感应电动势，由于定子绕组已被中间继电器的触点短接，所以在定子绕组回路中有感应电流，该电流又与旋转磁场相互作用，产生制动转矩，迫使电动机停止转动。

Claims (5)

1.一种针对带限位转台的快速制动系统，包括电机（18）、转台（10）、旋转轴（1）、交流触电器（14）、测控板（17）、驱动器（19）、电源（16），其特征在于，所述转台（10）上设有2个光电传感器（3），光电传感器（3）的一侧均设有限位挡块（2），所述旋转轴（1）上位于2个光电传感器（3）之间设有遮光片（5），遮光片（5）的两侧均设有限位撞块（4），所述光电传感器（3）经逻辑或门电路（11）与中间继电器（9）连接，所述中间继电器（9）上设有继电器常闭触点（15），所述交流触电器（14）经继电器常闭触点（15）与电源（16）连接，所述交流触电器（14）包括有常开触点（20）和常闭触点（21），所述测控板（17）通过使能信号线（12）与常开触点（20）连接，常开触点（20）与驱动器（19）连接，所述电机（18）分别经2根电机定子绕组接线（13）与驱动器（19）连接，2根所述的电机定子绕组接线（13）分别与常闭触点（21）的两端连接；所述逻辑或门电路（11）包括1号或门电路（6）、2号或门电路（7）和3号或门电路（8），所述1号或门电路（6）的输入端与光电传感器（3）连接，所述2号或门电路（7）的输入端分别与测控板（17）、驱动器（19）连接，所述1号或门电路（6）和2号或门电路（7）的输出端均与3号或门电路（8）的输入端连接，3号或门电路（8）的输出端与中间继电器（9）连接。
2.根据权利要求1所述的一种针对带限位转台的快速制动系统，其特征在于，所述电机（18）为直流伺服电机，所述电机（18）的输出端固定连接旋转轴（1），所述转台（10）套装在旋转轴（1）上，转台（10）与旋转轴（1）能够相对转动。
3.根据权利要求1所述的一种针对带限位转台的快速制动系统，其特征在于，所述光电传感器（3）为PNP槽型光电传感器，PNP槽型光电传感器上设有凹槽，凹槽内设有信号接收管；所述遮光片（5）与旋转轴（1）固定连接，所述遮光片（5）随旋转轴（1）旋转至PNP槽型光电传感器处，遮光片（5）的一端置于凹槽内，并切断凹槽内信号接收管接收红外线信号。
4.根据权利要求1所述的一种针对带限位转台的快速制动系统，其特征在于，所述光电传感器（3）、限位挡块（2）、限位撞块（4）均为2个，2个所述的光电传感器（3）位于2个所述的限位挡块（2）之间，2个所述的限位撞块（4）位于2个所述的光电传感器（3）之间，2个所述的限位撞块（4）均与旋转轴（1）固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种针对带限位转台的快速制动系统，其特征在于，所述中间继电器（9）上的继电器常闭触点（15）与交流接触器（14）线圈串联。
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