本實用新型涉及伺服驅(qū)動器控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于伺服驅(qū)動器的轉(zhuǎn)矩安全關(guān)斷系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

當(dāng)遇到緊急情況，需要伺服驅(qū)動器停止工作時，現(xiàn)有的伺服驅(qū)動器關(guān)斷，主要通過以下兩種方式：

（1）通過關(guān)閉伺服驅(qū)動器動力電源上的交流接觸器，將動力電源關(guān)斷，保證伺服驅(qū)動器的轉(zhuǎn)矩關(guān)斷；（2）通過伺服驅(qū)動器的IO口或者通訊接口，讓伺服驅(qū)動器采用內(nèi)部軟件關(guān)斷，使其停止工作。

對于通過交流接觸器關(guān)斷的方案（1），需要增加交流接觸器，若需要同時控制多臺伺服驅(qū)動器的情況下，比如機器人控制柜、自動化流水線等，將使控制柜體積加大，成本較高，且不方便控制柜內(nèi)部布線；對于通過伺服驅(qū)動器內(nèi)部軟件關(guān)斷的方案（2），可靠性不夠高，當(dāng)伺服驅(qū)動器出現(xiàn)死機或者程序跑飛的情況下，不能可靠關(guān)斷，不能保證設(shè)備和操作人員的安全。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服上述問題，本實用新型的用于伺服驅(qū)動器的轉(zhuǎn)矩安全關(guān)斷系統(tǒng)，在伺服驅(qū)動器內(nèi)部增加兩個轉(zhuǎn)矩安全關(guān)斷的接口，通過外部提供持續(xù)的直流電壓+24VDC輸入，一旦直流電壓+24VDC關(guān)斷，伺服驅(qū)動器內(nèi)部立刻通過硬件和軟件兩次關(guān)斷PWM信號，同時關(guān)斷驅(qū)動電源和母線電源，使伺服驅(qū)動器的轉(zhuǎn)矩安全關(guān)斷，伺服電機立刻停止運行，能夠有效的防止機械設(shè)備活動部件做出危險動作，保證設(shè)備和操作人員的安全，具有良好的應(yīng)用前景。

為了達(dá)到上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是：

一種用于伺服驅(qū)動器的轉(zhuǎn)矩安全關(guān)斷系統(tǒng)，其特征在于：包括伺服驅(qū)動器、伺服電機、交流電源、外部直流供電電源，所述伺服驅(qū)動器包括DSP處理器、整流濾波單元、繼電器控制單元、編碼器反饋模塊、電流采樣電路、逆變單元、驅(qū)動單元、PWM緩沖器、兩路光耦電路、驅(qū)動單元電源控制電路，所述交流電源通過整流濾波單元與繼電器控制單元的電源輸入端相連接，所述繼電器控制單元的電源輸出端與逆變單元相連接，所述DSP處理器通過PWM緩沖器與驅(qū)動單元相連接，所述驅(qū)動單元與逆變單元相連接，所述逆變單元與伺服電機相連接，所述伺服電機還分別通過電流采樣電路、編碼器反饋模塊與DSP處理器相連接，所述DSP處理器還與繼電器控制單元的控制端相連接，所述外部直流供電電源通過開關(guān)與兩路光耦電路的輸入端相連接，所述兩路光耦電路的第一路輸出端與PWM緩沖器相連接，用于控制PWM緩沖器的PWM信號正常或停止輸出，所述兩路光耦電路的第二路輸出端與驅(qū)動單元電源控制電路的輸入端相連接，所述兩路光耦電路的第二路輸出還與DSP處理器的IO端口相連接，所述驅(qū)動單元電源控制電路的輸出端與驅(qū)動單元的電源輸入端相連接。

前述的一種用于伺服驅(qū)動器的轉(zhuǎn)矩安全關(guān)斷系統(tǒng)，其特征在于：所述外部直流供電電源的輸入電壓為直流+24V。

前述的一種用于伺服驅(qū)動器的轉(zhuǎn)矩安全關(guān)斷系統(tǒng)，其特征在于：所述兩路光耦電路包括第一光耦芯片U1、第二光耦芯片U2，所述第一光耦芯片U1、第二光耦芯片U2的正輸入端通過電阻R1外接外部直流供電電源+24VDC的正極，所述第一光耦芯片U1、第二光耦芯片U2的負(fù)輸入端外接外部直流供電電源+24VDC的負(fù)極，所述第一光耦芯片U1、第二光耦芯片U2正、負(fù)輸入端之間并聯(lián)有電阻R2、電容C1、二極管D1，所述二極管D1的正極與外接外部直流供電電源的負(fù)極相連接，所述二極管D1的負(fù)極與外接外部直流供電電源的正極相連接，所述第一光耦芯片U1的輸出端與PWM緩沖器相連接，所述第二光耦芯片U2的第一路輸出端與驅(qū)動單元電源控制電路相連接，所述第二光耦芯片U2第二路輸出端通過電阻R5與DSP處理器的IO端口相連接。

前述的一種用于伺服驅(qū)動器的轉(zhuǎn)矩安全關(guān)斷系統(tǒng)，其特征在于：所述PWM緩沖器由U9組成，U9為具有三態(tài)輸出的8路緩沖器，所述PWM緩沖器的使能端與第一光耦芯片U1的輸出端相連接。

前述的一種用于伺服驅(qū)動器的轉(zhuǎn)矩安全關(guān)斷系統(tǒng)，其特征在于：所述驅(qū)動單元電源控制電路包括三極管Q1、MOS管Q2，所述三極管Q1的基極作為驅(qū)動單元電源控制電路的輸入通過電阻R6與兩路光耦電路第二路輸出相連接，所述三極管Q1的發(fā)射極與地相連接，所述三極管Q1的集電極通過電阻R8與MOS管Q2的柵極相連接，所述MOS管Q2的源極外接供電電源VCC，所述MOS管Q2的漏極作為驅(qū)動單元電源控制電路的輸出與驅(qū)動單元的電源輸入端相連接。

前述的一種用于伺服驅(qū)動器的轉(zhuǎn)矩安全關(guān)斷系統(tǒng)，其特征在于：所述三極管Q1的基極、發(fā)射極之間設(shè)置有電阻R7，所述MOS管Q2的柵極、漏極之間設(shè)置有電容C2，所述MOS管Q2的柵極、源極之間設(shè)置有電阻R9，所述MOS管Q2的源極還通過電容C3與地相連接。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型的用于伺服驅(qū)動器的轉(zhuǎn)矩安全關(guān)斷系統(tǒng)，在伺服驅(qū)動器內(nèi)部增加兩個轉(zhuǎn)矩安全關(guān)斷的接口，通過外部提供持續(xù)的直流電壓+24VDC輸入，一旦直流電壓+24VDC關(guān)斷，伺服驅(qū)動器內(nèi)部立刻通過硬件和軟件兩次關(guān)斷PWM信號，同時關(guān)斷驅(qū)動電源和母線電源，使伺服驅(qū)動器的轉(zhuǎn)矩安全關(guān)斷，伺服電機立刻停止運行，能夠有效的防止機械設(shè)備活動部件做出危險動作，保證設(shè)備和操作人員的安全，具有良好的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1是本實用新型的用于伺服驅(qū)動器的轉(zhuǎn)矩安全關(guān)斷系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。

圖2是本實用新型的兩路光耦電路的電路圖。

圖3是本實用新型的PWM緩沖器的電路圖。

圖4是本實用新型的驅(qū)動單元電源控制電路的電路圖。

圖5是本實用新型的轉(zhuǎn)矩安全關(guān)斷的控制時序圖。

圖6是本實用新型的用于伺服驅(qū)動器的轉(zhuǎn)矩安全關(guān)斷方法的流程圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合說明書附圖，對本實用新型作進(jìn)一步的說明。

如圖1所示，本實用新型的用于伺服驅(qū)動器的轉(zhuǎn)矩安全關(guān)斷系統(tǒng)，包括伺服驅(qū)動器、伺服電機、交流電源、外部直流供電電源，所述伺服驅(qū)動器內(nèi)部包括DSP處理器、整流濾波單元、繼電器控制單元、編碼器反饋模塊、電流采樣電路、逆變單元、驅(qū)動單元、PWM緩沖器、兩路光耦電路、驅(qū)動單元電源控制電路，所述交流電源通過整流濾波單元與繼電器控制單元的電源輸入端相連接，所述繼電器控制單元的電源輸出端與逆變單元相連接，所述DSP處理器通過PWM緩沖器與驅(qū)動單元相連接，所述驅(qū)動單元與逆變單元相連接，所述逆變單元與伺服電機相連接，所述伺服電機還分別通過電流采樣電路、編碼器反饋電路與DSP處理器相連接，所述DSP處理器還與繼電器控制單元的控制端相連接。

所述外部直流供電電源+24VDC（提供+24V的直流電壓）通過開關(guān)與兩路光耦電路的輸入端相連接，所述兩路光耦電路的第一路輸出端與PWM緩沖器相連接，用于控制PWM緩沖器的PWM信號正?；蛲Ｖ馆敵?，所述兩路光耦電路的第二路與驅(qū)動單元電源控制電路的輸入端相連接，所述驅(qū)動單元電源控制電路的輸出端與驅(qū)動單元的電源輸入端相連接，用于控制驅(qū)動單元的電源正?；蛘哧P(guān)斷，所述兩路光耦電路的第二路輸出還與DSP處理器的IO端口相連接，用于判斷外部+24VDC是否正常供電。

如圖2所示，所述兩路光耦電路包括第一光耦芯片U1、第二光耦芯片U2，所述第一光耦芯片U1、第二光耦芯片U2的正輸入端通過電阻R1外接外部直流供電電源+24VDC的正極，所述第一光耦芯片U1、第二光耦芯片U2的負(fù)輸入端外接外部直流供電電源+24VDC的負(fù)極，所述第一光耦芯片U1、第二光耦芯片U2正、負(fù)輸入端之間并聯(lián)有電阻R2、電容C1、二極管D1，所述二極管D1的正極與外接外部直流供電電源+24VDC的負(fù)極相連接，所述二極管D1的負(fù)極與外接外部直流供電電源+24VDC的正極相連接，所述第一光耦芯片U1的輸出端與PWM緩沖器相連接，所述第二光耦芯片U2的第一路輸出端與驅(qū)動單元電源控制電路相連接，所述第二光耦芯片U2第二路輸出端通過電阻R5與DSP處理器的IO端口相連接。

如圖3所示，所述PWM緩沖器由U9組成，U9為具有三態(tài)輸出的8路緩沖器，所述PWM緩沖器的使能端與第一光耦芯片U1的輸出端相連接，當(dāng)外部輸入電源+24VDC正常時，使能信號PWM-EN為低電平，8路緩沖器U9正常工作，6路PWM輸出正常；當(dāng)外部輸入電源+24VDC關(guān)斷時，使能信號PWM-EN為高電平，8路緩沖器U9關(guān)閉6路PWM的輸出。

如圖4所示，所述驅(qū)動單元電源控制電路包括三極管Q1、MOS管Q2，所述三極管Q1的基極作為驅(qū)動單元電源控制電路的輸入通過電阻R6與兩路光耦電路第二路的第一路輸出相連接，所述三極管Q1的發(fā)射極與地相連接，所述三極管Q1的集電極通過電阻R8與MOS管Q2的柵極相連接，所述MOS管Q2的源極外接供電電源VCC，所述MOS管Q2的漏極作為驅(qū)動單元電源控制電路的輸出與驅(qū)動單元的電源輸入端相連接，所述三極管Q1的基極、發(fā)射極之間設(shè)置有電阻R7，所述MOS管Q2的柵極、漏極之間設(shè)置有電容C2，所述MOS管Q2的柵極、源極之間設(shè)置有電阻R9，所述MOS管Q2的源極還通過電容C3與地相連接，所述三極管Q1為NPN三極管，MOS管Q2為P溝道MOS管。當(dāng)外部輸入電源+24VDC正常時，PWM_VCC_EN為高電平，Q1正常工作，Q6也正常工作，驅(qū)動電路的電源正常；當(dāng)外部輸入電源+24VDC關(guān)斷時，PWM_VCC_EN為低電平，Q1關(guān)閉，Q6也關(guān)閉，驅(qū)動電路的電源關(guān)閉。

如圖5所示，外部輸入電源+24VDC正常時，PWM、驅(qū)動單元的電源、母線電源都正常，驅(qū)動器正常工作，驅(qū)動器的轉(zhuǎn)矩輸出正常；外部輸入電源+24VDC關(guān)閉時，PWM和驅(qū)動單元的電源被同時關(guān)閉，此時驅(qū)動器的轉(zhuǎn)矩關(guān)閉，同時，DSP將PWM和母線電源關(guān)閉，t1為光耦處理電路的延時時間，t2為母線電源關(guān)閉時間。

基于上述的用于伺服驅(qū)動器的轉(zhuǎn)矩安全關(guān)斷系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩安全關(guān)斷方法，如圖6所示，包括以下步驟，

步驟（1），通過外部直流供電電源+24VDC給伺服驅(qū)動器的兩路光耦電路正常供電；

步驟（2），當(dāng)外部直流供電電源+24VDC正常供電時，則伺服驅(qū)動器的兩路光耦電路輸出信號正常，DSP處理器正常輸出PWM信號，伺服電機正常工作；

步驟（3），當(dāng)通過開關(guān)將外部直流供電電源+24VDC關(guān)斷，則兩路光耦電路的第一路輸出通過PWM緩沖器將PWM信號通道關(guān)閉；同時，兩路光耦電路的第二路通過驅(qū)動單元電源控制電路將驅(qū)動單元的所需電源切斷，保證PWM信號通道的關(guān)閉，實現(xiàn)伺服驅(qū)動器的轉(zhuǎn)矩關(guān)斷。

步驟（4），兩路光耦電路的第二路輸出信號輸入DSP處理器，DSP處理器判斷出+24VDC被關(guān)斷，關(guān)閉PWM信號；同時，DSP處理器通過控制繼電器關(guān)閉電機母線電源，實現(xiàn)伺服驅(qū)動器的轉(zhuǎn)矩安全關(guān)斷。

綜上所述，本實用新型的用于伺服驅(qū)動器的轉(zhuǎn)矩安全關(guān)斷系統(tǒng)，在伺服驅(qū)動器內(nèi)部增加兩個轉(zhuǎn)矩安全關(guān)斷的接口，通過外部提供持續(xù)的直流電壓+24VDC輸入，一旦直流電壓+24VDC關(guān)斷，伺服驅(qū)動器內(nèi)部立刻通過硬件和軟件兩次關(guān)斷PWM信號，同時關(guān)斷驅(qū)動電源和母線電源，使伺服驅(qū)動器的轉(zhuǎn)矩安全關(guān)斷，伺服電機立刻停止運行，能夠有效的防止機械設(shè)備活動部件做出危險動作，保證設(shè)備和操作人員的安全，具有良好的應(yīng)用前景。

以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征及優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。