多轴电机驱动器保护模块的制作方法

1.本发明涉及多轴电机驱动技术领域，尤其涉及一种多轴电机驱动器保护模块。


背景技术：

2.为确保电机驱动器模块正常工作，需要检测母线电压和驱动器温度是否正常，及时识别异常并处理可以避免模块、电机甚至整机受损。
3.现在的保护方式主要是使用adc采样母线电压，使用基于i2c或spi总线的温度传感器模块，通过mcu滤波处理与mcu内部的数字量阈值进行比较，以确定温度传感器模块是否处于异常状态。该方法的缺点是数据处理速度受限于mcu的数据处理能力，且现有设计不易于对多点检测和保护，并且在mcu异常时不能保证保护系统正常工作。
4.因此，亟需一种多轴电机驱动器保护模块来解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种多轴电机驱动器保护模块，其驱动模块的通断能够通过处理单元和逻辑门单元分别独立控制，且逻辑门单元根据温度异常检测单元和电压异常检测单元的检测信号直接生成控制信息，无需处理单元介入，有效提升异常处理反应，避免因反应延误而造成器件损坏。
6.为了实现上述目的，本发明公开了一种多轴电机驱动器保护模块，其包括处理单元和至少一个检测保护模块，所述处理单元包括异常信号输出端口和至少一个异常信号输入端口，每一异常信号输入端对应一个检测保护模块，所述异常信号输出端口用于通讯连接外部设备，所述检测保护模块包括逻辑门单元、驱动模块、温度异常检测单元和电压异常检测单元，所述驱动模块用于驱动多轴电机，所述逻辑门单元包括控制输出端、第一逻辑输入端和第二逻辑输入端，所述控制输出端电连接对应的所述异常信号输入端口，所述温度异常检测单元电连接所述第一逻辑输入端，所述温度异常检测单元用于检测所述驱动模块的实时温度，并在生成温度检测信号后发送至所述逻辑门单元，所述电压异常检测单元电连接所述第二逻辑输入端，所述电压异常检测单元用于检测母线的实时电压，并在生成电压检测信号后发送至所述逻辑门单元，所述逻辑门单元依据所述温度检测信号和电压检测信号生成第一控制信号，并分别发送至所述处理单元和驱动模块，所述驱动模块依据所述第一控制信号控制所述驱动模块的通断，所述处理单元将所述第一控制信号反馈至所述外部设备。
7.较佳地，所述温度检测信号包括温度异常信号，所述温度异常检测单元在检测到所述多轴电机的实时温度超出预设温度阈值时生成所述温度异常信号。
8.较佳地，所述电压检测信号包括电压异常信号，所述电压异常检测单元在检测到所述母线的实时电压超出预设电压阈值时生成所述电压异常信号。
9.较佳地，所述逻辑门单元包括或门逻辑器，所述第一控制信号包括断电信号，当所述逻辑门单元接收到所述温度异常信号和所述电压异常信号中的至少一者时生成所述电
源异常信号，所述驱动模块依据所述电源异常信号控制所述驱动模块断开电源输出以停止驱动所述多轴电机。
10.较佳地，所述逻辑门单元包括或门逻辑器，所述第一控制信号包括断电信号，当所述逻辑门单元接收到所述温度异常信号和所述电压异常信号中的至少一者时生成所述电源异常信号，所述外部设备依据所述电源异常信号生成电源异常告警。
11.较佳地，所述温度异常检测单元包括温度传感器和电连接所述温度传感器的第一比较器，所述第一比较器预设有所述预设温度阈值。
12.较佳地，所述电压异常检测单元包括线性光耦器和电连接所述线性光耦器的第二比较器，所述第二比较器预设有所述预设电压阈值。
13.较佳地，所述外部设备和异常信号输出端口分别接入总线，所述外部设备和处理单元通过所述总线进行信息交互。
14.较佳地，所述外部设备为上位机。
15.较佳地，所述处理单元可发送第二控制信号至所述驱动模块，以控制所述驱动模块的通断。
16.与现有技术相比，本发明的逻辑门单元依据所述温度检测信号和电压检测信号生成第一控制信号，并分别发送至所述处理单元和驱动模块，所述驱动模块依据所述第一控制信号控制所述驱动模块的通断，所述处理单元将所述第一控制信号反馈至所述外部设备，处理单元可发送第二控制信号至所述驱动模块，以控制所述驱动模块的通断，一方面，其驱动模块的通断能够通过处理单元和逻辑门单元分别独立控制，且逻辑门单元根据温度异常检测单元和电压异常检测单元的检测信号直接生成控制信息，无需处理单元接入，有效提升异常处理反应，避免因反应延误而造成器件损坏；另一方面，处理单元通过总线由上位机控制，适于通过异常位、错误码和控制指令向上位机提供控制、保护、异常定位等功能，大大拓展了及保护能力。
附图说明
17.图1是本发明的多轴电机驱动器保护模块的电路框图。
具体实施方式
18.为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
19.请参阅图1所示，本实施例的多轴电机驱动器保护模块100，其包括处理单元10和至少一个检测保护模块20，所述处理单元10包括异常信号输出端口11和至少一个异常信号输入端口12，每一异常信号输入端对应一个检测保护模块20，所述异常信号输出端口11用于通讯连接外部设备300，所述检测保护模块20包括逻辑门单元21、驱动模块22、温度异常检测单元23和电压异常检测单元24，所述驱动模块22用于驱动多轴电机200。
20.所述逻辑门单元21包括控制输出端211、第一逻辑输入端212和第二逻辑输入端213，所述控制输出端211电连接对应的所述异常信号输入端口12，所述温度异常检测单元23电连接所述第一逻辑输入端212，所述温度异常检测单元23用于检测所述驱动模块22的实时温度，并在生成温度检测信号后发送至所述逻辑门单元21，所述电压异常检测单元24
电连接所述第二逻辑输入端213，所述电压异常检测单元24用于检测母线的实时电压，并在生成电压检测信号后发送至所述逻辑门单元21，所述逻辑门单元21依据所述温度检测信号和电压检测信号生成第一控制信号，并分别发送至所述处理单元10和驱动模块22，所述驱动模块22依据所述第一控制信号控制所述驱动模块22的通断，所述处理单元10将所述第一控制信号反馈至所述外部设备300。
21.较佳地，所述温度检测信号包括温度异常信号，所述温度异常检测单元23在检测到所述多轴电机200的实时温度超出预设温度阈值时生成所述温度异常信号。
22.较佳地，所述电压检测信号包括电压异常信号，所述电压异常检测单元24在检测到所述母线的实时电压超出预设电压阈值时生成所述电压异常信号。
23.较佳地，所述逻辑门单元21包括或门逻辑器，所述第一控制信号包括断电信号，当所述逻辑门单元21接收到所述温度异常信号和所述电压异常信号中的至少一者时生成所述电源异常信号，所述驱动模块22依据所述电源异常信号控制所述驱动模块22断开电源输出以停止驱动所述多轴电机200。
24.较佳地，所述逻辑门单元21包括或门逻辑器，所述第一控制信号包括断电信号，当所述逻辑门单元21接收到所述温度异常信号和所述电压异常信号中的至少一者时生成所述电源异常信号，所述外部设备300依据所述电源异常信号生成电源异常告警。
25.可以理解的是，本实施例的多轴电机驱动器保护模块100通过同时对母线电压和驱动模块22温度进行并行检测，提升检测效率。
26.较佳地，所述温度异常检测单元23包括温度传感器231和电连接所述温度传感器231的第一比较器232，所述第一比较器232预设有所述预设温度阈值。
27.可以理解的是，合理设计温度异常检测单元23的数量和分布位置，能够实现对驱动模块22的多点温度检测，提升温度异常检测的准确性。
28.较佳地，所述电压异常检测单元24包括线性光耦器241和电连接所述线性光耦器241的第二比较器242，所述第二比较器242预设有所述预设电压阈值。
29.可以理解的是，合理设计电压异常检测单元24的数量和分布位置，能够实现对母线的多点电压检测，提升电压异常检测的准确性。
30.较佳地，所述外部设备300和异常信号输出端口11分别接入总线400，所述外部设备300和处理单元10通过所述总线400进行信息交互。
31.较佳地，所述外部设备300为上位机，由于上位机具备特定的功能，能够上位机控制，适于通过异常位、错误码和控制指令向上位机提供控制、保护、异常定位等功能，大大拓展了模块的保护能力。
32.较佳地，所述处理单元10可发送第二控制信号至所述驱动模块22，以控制所述驱动模块22的通断。由上位机对处理单元10发出控制指令，以通过上位机实现对驱动模块22的独立控制。
33.本实施例的多轴电机驱动器保护模块100的控制过程如下：
34.温度异常检测单元23或电压异常检测单元24识别到异常后，首先通过逻辑门单元21切断相应多轴电机200的驱动模块22的驱动电源输入，处理单元10通过逻辑门单元21周期性获取有无异常发生和异常定位信息，如有异常发生处理单元10在周期性总线400通信中的异常位置位并根据异常定位信息生产错误码，处理单元10失能相应的驱动模块22，上
位机识别异常位被置位后，通过非周期性通信读取错误码，上位机根据错误码和安全设置执行相应的保护功能，异常解决后上位机发送异常解决控制指令，处理单元10清除异常位置位并将错误码清零，处理单元10使能相应的驱动模块22，以恢复相应多轴电机200的动作。
35.结合图1，本发明的逻辑门单元21依据所述温度检测信号和电压检测信号生成第一控制信号，并分别发送至所述处理单元10和驱动模块22，所述驱动模块22依据所述第一控制信号控制所述驱动模块22的通断，所述处理单元10将所述第一控制信号反馈至所述外部设备300，处理单元10可发送第二控制信号至所述驱动模块22，以控制所述驱动模块22的通断，一方面，其驱动模块22的通断能够通过处理单元10和逻辑门单元21分别独立控制，且逻辑门单元21根据温度异常检测单元23和电压异常检测单元24的检测信号直接生成控制信息，无需处理单元10介入，有效提升异常处理反应，避免因反应延误而造成器件损坏；另一方面，处理单元10通过总线400由上位机控制，适于通过异常位、错误码和控制指令向上位机提供控制、保护、异常定位等功能，大大拓展了模块的保护能力。
36.以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

技术特征：
1.一种多轴电机驱动器保护模块，其特征在于：包括处理单元和至少一个检测保护模块，所述处理单元包括异常信号输出端口和至少一个异常信号输入端口，每一异常信号输入端对应一个检测保护模块，所述异常信号输出端口用于通讯连接外部设备，所述检测保护模块包括逻辑门单元、驱动模块、温度异常检测单元和电压异常检测单元，所述驱动模块用于驱动多轴电机，所述逻辑门单元包括控制输出端、第一逻辑输入端和第二逻辑输入端，所述控制输出端电连接对应的所述异常信号输入端口，所述温度异常检测单元电连接所述第一逻辑输入端，所述温度异常检测单元用于检测所述驱动模块的实时温度，并在生成温度检测信号后发送至所述逻辑门单元，所述电压异常检测单元电连接所述第二逻辑输入端，所述电压异常检测单元用于检测母线的实时电压，并在生成电压检测信号后发送至所述逻辑门单元，所述逻辑门单元依据所述温度检测信号和电压检测信号生成第一控制信号，并分别发送至所述处理单元和驱动模块，所述驱动模块依据所述第一控制信号控制所述驱动模块的通断，所述处理单元将所述第一控制信号反馈至所述外部设备。2.如权利要求1所述的多轴电机驱动器保护模块，其特征在于：所述温度检测信号包括温度异常信号，所述温度异常检测单元在检测到所述多轴电机的实时温度超出预设温度阈值时生成所述温度异常信号。3.如权利要求2所述的多轴电机驱动器保护模块，其特征在于：所述电压检测信号包括电压异常信号，所述电压异常检测单元在检测到所述母线的实时电压超出预设电压阈值时生成所述电压异常信号。4.如权利要求3所述的多轴电机驱动器保护模块，其特征在于：所述逻辑门单元包括或门逻辑器，所述第一控制信号包括断电信号，当所述逻辑门单元接收到所述温度异常信号和所述电压异常信号中的至少一者时生成所述电源异常信号，所述驱动模块依据所述电源异常信号控制所述驱动模块断开电源输出以停止驱动所述多轴电机。5.如权利要求3所述的多轴电机驱动器保护模块，其特征在于：所述逻辑门单元包括或门逻辑器，所述第一控制信号包括断电信号，当所述逻辑门单元接收到所述温度异常信号和所述电压异常信号中的至少一者时生成所述电源异常信号，所述外部设备依据所述电源异常信号生成电源异常告警。6.如权利要求1所述的多轴电机驱动器保护模块，其特征在于：所述温度异常检测单元包括温度传感器和电连接所述温度传感器的第一比较器，所述第一比较器预设有所述预设温度阈值。7.如权利要求1所述的多轴电机驱动器保护模块，其特征在于：所述电压异常检测单元包括线性光耦器和电连接所述线性光耦器的第二比较器，所述第二比较器预设有所述预设电压阈值。8.如权利要求1所述的多轴电机驱动器保护模块，其特征在于：所述外部设备和异常信号输出端口分别接入总线，所述外部设备和处理单元通过所述总线进行信息交互。9.如权利要求8所述的多轴电机驱动器保护模块，其特征在于：所述外部设备为上位机。10.如权利要求1所述的多轴电机驱动器保护模块，其特征在于：所述处理单元可发送第二控制信号至所述驱动模块，以控制所述驱动模块的通断。

技术总结
本发明公开了一种多轴电机驱动器保护模块，涉及多轴电机驱动技术领域，该保护模块包括处理单元和检测保护模块，温度异常检测单元用于检测驱动模块的实时温度，并在生成温度检测信号后发送至逻辑门单元，电压异常检测单元用于检测母线的实时电压，并在生成电压检测信号后发送至逻辑门单元，逻辑门单元生成第一控制信号，并分别发送至处理单元和驱动模块，驱动模块控制驱动模块的通断，处理单元将第一控制信号反馈至外部设备；本发明的驱动模块的通断能够通过处理单元和逻辑门单元分别独立控制，且逻辑门单元根据温度异常检测单元和电压异常检测单元的检测信号直接生成控制信息，无需处理单元介入，提升异常处理反应，避免因反应延误造成器件损坏。应延误造成器件损坏。应延误造成器件损坏。


技术研发人员：邱国良 房占强 黄裕明 王君伟 梁宇
受保护的技术使用者：东莞市凯格精机股份有限公司
技术研发日：2023.06.30
技术公布日：2023/10/11