[实用新型]一种快速电磁抱闸断电保护装置

说明书

技术领域：

本实用新型属于断电保护装置，特别是涉及一种在伺服电机突然断电情况下，数控机床通过对电网实时监测的结果适时控制伺服驱动器对抱闸电磁铁的动作，从而避运动部件沿重力方向运动的断电保护装置。

背景技术：

数控机床沿重力方向运动的部件(如龙门铣床的Z轴)多有伺服电机拖动。通常情况下，为了防止电机失电后的运动部件因重力向下移动而造成机床刀具损坏、加工工件被破坏、机床精度损失等不良后果，该类机床多带有配重装置或者在电机轴端装有抱闸电磁铁装置。但是，上述解决方案在实施过程中会出现一些问题：一是，由于受结构、移动部件快速相应特性等的因素的限制，有些机床无法带配重装置；二是，虽然在大多数情况下通过伺服驱动器可以对抱闸电磁铁进行适时控制动作，顺利完成抱闸任务，但是，在突然断电的情况下，伺服驱动器对抱闸电磁铁的控制动作却不够及时，依然会造成沿重力方向运动部件的意外下移，进而引起严重的后果。

发明内容：

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺点，提供一种在伺服电机突然断电情况下，数控机床通过对电网实时监测的结果适时控制伺服驱动器对抱闸电磁铁的动作，从而避运动部件沿重力方向运动的断电保护装置。

本实用新型的技术方案概述如下：

一种基于快速电磁抱闸断电保护装置，其特征在于由外部接口模块A1、电网隔离采样接口模块A2、信号处理模块A3、上半桥臂与快速泄放模块A4、下半桥臂与快速泄放模块A5等组成。其中，外电网的信号经过外部接口模块A1，进入电网隔离采样接口A2；电网隔离采样后的信号经过信号处理模块A3的处理产生控制信号，控制信号分别送到上半桥臂与快速泄放A4模块，下半桥臂与快速泄放A5模块。经过上下半桥臂放大后的信号与快速泄放后的信号再送入外部接口。

为了保证上电、下电时，抱闸电磁铁都能准确动作，本实用新型采用半桥驱动方式。抱闸电磁铁绕组跨接在上下桥臂之间。由于抱闸电磁铁是电感性负载，在关闭抱闸电磁铁时，如果没有续流回路，将会产生大的感生电势。感生电势会以电磁波形式向外发送，产生干扰。如果有续流回路，电流会在电磁铁内部反复流动，致使电磁铁无法完全及时关闭而抱闸。为了既不产生干扰，又让电磁铁快速完全关闭，本实用新型采用了快速泄放回路。

电网隔离采样接口主要用于实现外电网的高电压大电流信号的隔离采样，同时对电网的电压和供电连续性进行采样，以便准确实时对抱闸电磁铁实施控制。

本实用新型的有益效果是：在突然断电的情况下，能够及时对抱闸电磁铁控制，使重力方向运动部件的意外下移量减到足够小，从而保证机床刀具不损坏、加工工件不被破坏。

附图说明：

图1是本实用新型的总体结构示意图；

图2是本实用新型的电网隔离采样接口示意图；

图3是本实用新型的信号处理块示意图；

图4是本实用新型的上半桥臂与快速泄放模块示意图；

图5是本实用新型的下半桥臂与快速泄放模块示意图；

图6是本实用新型的外部接口模块示意图。

具体实施方式：

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

图1表明了本实用新型的结构组成，其中，外电网的信号经过外部接口模块A1，进入电网隔离采样接口A2；电网隔离采样后的信号经过信号处理模块A3的处理产生控制信号，控制信号分别送到上半桥臂与快速泄放A4模块，下半桥臂与快速泄放A5模块。经过上下半桥臂放大后的信号与快速泄放后的信号再送入外部接口。

图2中，电网隔离采样接口的主要功能是实现外电网的高电压大电流信号的隔离采样，同时对电网的电压和供电连续性采样。U1、U2实现光电隔离，隔离电压大于2500伏，R3是对U1、U2提供保护。适当选取R1、R2的电阻值，则可以对电网电压检测的同时，还可以对供电连续性采样，AC1、AC2是外电网的输入口，IN1、IN2是隔离采样信号。R4、R15、R5、R16对信号适当偏置。