关于伺服驱动器及机器人的智能制动控制设计解析.doc
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1、关于伺服驱动器及机器人的智能制动控制设计解析概述变速驱动器广泛用于各种应用,包括机器人和计算机数控(CNC)机器。安全一直以来都是大家非常关注的问题,因为无论什么时候,这些与人类息息相关的系统都会涉及到保持和运动控制。特性实施符合 EN 61800-5-2 规定要求的安全制动控制保持制动器额定电压 24V、电流高达 2A,可通过独立控制信号进行控制双路开关控制提高操作安全性自诊断功能涵盖开路检测和过流保护高侧开关故障检测通过快速减小保持制动器电流,快速应用保持制动器可选择减小保持制动器输出电压,从而降低功耗应用伺服驱动器、机器人和CNC制动闸控制器1.系统概述自动化生产过程中存在着大量风险因素
2、,特别是垂直运动情况下的重力,如果发生电源故障或制动装置失灵,后果将不堪设想。系统规格2.系统方框图下图是系统方框图:该电路板通过两个外部24V电源供电。MCU和数字隔离器的VCC1使用LMZ14201 SIMPLE SWITCHER通过24V电源提供的3.3V输出进行供电。高侧开关和数字隔离器的VCC2使用TPS7B6933 LDO通过24V电源提供的3.3V输出进行供电。该系统具有过载、短路和过热保护,而且可以检测开路负载。TPS27S100的状态输出引脚会产生对应于开路负载检测以及短路和过热保护的故障信号。系统会将该故障信号通过隔离器馈送至MCU。来自制动线圈的电压反馈可用于监控意外接通
3、,还可用于调整来自制动线圈的电压。您可以在ULN2003A低侧开关上选配PWM特性,以便控制制动线圈的峰值和保持电流。3.系统原理(1)直流电压输入本设计适用于在24V (+15)的直流电压下运行。电路板上有两个独立的连接器,用于为初级侧和次级侧提供24V电源。J1是为初级侧提供24V直流电压的输入连接器。直流电压可在连接器J2处施加到本参考设计上。TVS3300是在双向配置内连接的33V精密钳位器,可在高压瞬态期间提供保护。电感器L1和电容器C8组成了功率滤波器。(2)低功耗四通道数字隔离器MCU通过IS07142数字隔离器发送控制信号,独立地驱动高侧和低侧开关。此外,来自高侧开关的状态引脚
4、输出(可提供故障状态的诊断范围)和来自制动线圈的电压反馈会通过数字隔离器反馈至MCU 。下图显示了IS07142的电路。数字隔离器IS07142的原理图和电路VCCI引肚口上施加的是使用LMZ14201 SIMPLE SWITCHER生成的3.3V电压。C12 (0.1 F)用作VCCI引脚的局部去祸电容器。隔离器的EN1引脚连接至高电平,以启用初级侧中的输出通道。VCC2引脚上施加的是使用TPS7B6933 LDO生成的3.3V电压。C13(0.1F)用作VCC2引脚的局部去耦电容器。隔离器的EN2引脚连接至高电平,以启用次级侧中的输出通道。(3)高侧开关使用TPS27S100作为高侧开关。
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