一种热场工装拆卸装置控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及热场工装配套设备领域，特别涉及一种热场工装拆卸装置控制系统。


背景技术：

2.单晶硅在每一次拉晶过程结束后，需要将热场上的各个工装部件拆掉。由于在拉晶过程中，各个工装组件具有较高的温度，而且质量较重，每次拆装都需要动用一定的人力，具有相当程度的危险性。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种热场工装拆卸控制系统，能够减少人力的消耗，降低拆装过程的危险性，增加拆装的便利性。
4.根据本实用新型的第一方面实施例的热场工装拆卸装置控制系统，其特征在于，包括：
5.主电路，使用直流电源进行供电，电流从所述直流电源出发，经过第一断路器，由汇流排送入第二断路器、第三断路器，所述第二断路器、第三断路器、第四断路器相互并联，其中，第三断路器后连接逆变器，所述逆变器将直流电转换成交流电，然后将交流电送入电钢助力臂；
6.主控制回路，所述第二断路器后连接dc/dc转换器，所述dc/dc转换器改变供电电压然后将电流送入主控制器；
7.伺服电机控制回路，所述dc/dc转换器还连接第一耦合器，所述第一耦合器后经过连接到伺服电机控制模块，所述伺服电机控制模块连接到伺服电机，所述第一耦合器与所述伺服电机的端子模块之间由k-bus总线连接进行供电；
8.数字量模拟量控制电路，包括数字量控制模块、模拟量控制模块，其中，所述伺服电机的分线端子分别连接到所述数字量控制模块和模拟量控制模块的端子盒上，所述数字量控制模块与所述模拟量控制模块上还设置有若干传感器；
9.操作面板控制回路，所述伺服电机的分线端子连接到第二耦合器，所述第二耦合器的下游连接到操作面板的计数模块和第二输入模块。
10.根据本实用新型实施例的热场工装拆卸装置控制系统，至少具有如下有益效果：通过采用以太网为基础的开放架构的现场总线系统，降低了维护和调试的难度。
11.根据本实用新型的一些实施例，所述热场工装拆卸控制系统采用以太网控制自动化技术(ethercat)的架构实现总线的连接。
12.根据本实用新型的一些实施例，所述主控制回路中，主控制器包括：
13.i/o端子模块，所述i/o端子模块接收并处理的信号包括，所述逆变器的远程开关信号、所述第二断路器的反馈信号，所述dc/dc转换器的电量信号、所述电钢助力臂运行状
态的信号。
14.根据本实用新型的一些实施例，所述伺服电机控制模块下方设置有风扇进行散热。
15.根据本实用新型的一些实施例，所述第一耦合器和第二耦合器之间通过m8以太网电缆连接。
16.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
17.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
18.图1为本实用新型实施例一的热场工装拆卸装置控制系统中主电路的示意图；
19.图2为本实用新型实施例一的热场工装拆卸装置控制系统中主控制回路的示意图；
20.图3为本实用新型实施例一的热场工装拆卸装置控制系统中伺服电机控制回路的示意图；
21.图4为本实用新型实施例一的热场工装拆卸装置控制系统中数字量模拟量控制电路的示意图；
22.图5为本实用新型实施例一的热场工装拆卸装置控制系统中操作面板控制回路的示意图。
具体实施方式
23.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
24.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
25.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
26.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
27.在单晶硅拉晶过程结束后，需要将热场上的部件进行拆解，由于设备运作的环境温度非常的高，而且工装质量很重，人工操作不仅危险性大，而且效率低。需要一种机械装
置，实现热场工装的拆卸。
28.实施例一、
29.本技术的实施例提供了一种热场工装拆卸装置中使用的控制系统，主要可分为五个部分：主电路、主控制回路、伺服电机控制回路、数字量模拟量控制电路、操作面板控制回路。
30.参照图1，主电路中，由蓄电池g1提供直流电源，经过第一断路器q1后连接到第二断路器q2和第三断路器q3，其中，第二断路器q2和第三断路器q3并联。
31.其中，蓄电池g1的作用是提供直流电源，采用蓄电池进行供电，能够让热场工装拆卸装置具有较好的可携带性，优选的，蓄电池g1为非液态电解质的锂电池，不仅能够增加电源的容量，还能降低危险系数，避免工作过程中发生危险。
32.第一断路器q1作为控制系统的总电源，能够控制整体设备的启动与停止，但是并非必须的装置。可以理解到的是，本技术中描述的其他断路器或均有与第一断路器相同的作用，都可以被省略。
33.第三断路器q3后连接逆变器u1，逆变器u1将直流电源转换成380v的三相交流电，经过第五断路器q5送入电钢助力臂arm中。
34.优选的，所述电钢助力臂arm和所述逆变器u1之间还设置有第五断路器q5，该断路器能够紧急断开电钢助力臂arm的电源，增强了设备的安全性。
35.参照图2，主控制回路连接到上述主电路上，经过第二断路器q2后连接到dc/dc转换器con上，dc/dc转换器con能够将48v的直流电转化成24v的直流电。经过转换后的直流电送入主控制器mc中。
36.其中，主控制器mc具有多个模块，包括第一输入模块和安全模块si1，其中第一输入模块具有四个通道，分别为di0、di1、di2、di3。上述模块之间通过k-bus总线连接进行供电。
37.根据本技术一些较优的实施例，所述主控制mc中还包括i/o端子模块(图中未示出)，i/o端子模块能够接收并处理的信号，包括逆变器u1的远程开关信号、第二断路器q2的反馈信号，dc/dc转换器con的电量信号、所述电钢助力臂arm运行状态的信号
38.参照图3，伺服电机控制回路，直流电源经过dc/dc转换器con降压后，连接到第一耦合器cou1，所述第一耦合器cou1后连接伺服电机控制模块smm，所述伺服电机控制模块还连接到所述伺服电机m1。
39.其中，第一耦合器cou1和伺服电机m1的段子模块利用k-bus总线进行连接供电，其中k-bus总线也可以是其他总线或者连接线，使用k-bus总线能够使得模块之间好拆卸和安装，并不是必须使用这种形式，其他能够连接耦合器和伺服电机的方式，比如普通的导线也是一样能够达到目标技术效果的。
40.优选的，所述伺服电机回路中的伺服电机控制模块smm下设置有散热风扇(图中未示出)，用于降低伺服电机控制模块smm工作时的温度。
41.参照图4，数字量模拟量控制回路，包括数字量控制模块dig、模拟量控制模块ana。
42.从上述伺服电机m1的分线端子，连接到数字量模拟控制模块dig，然后由数字量模拟控制模块dig的分线端子盒连接到模拟量控制模块ana。
43.优选的，所述数字量模拟模块dig还连接有第一光电传感器ps1，第二光电传感器
ps2，第三光电传感器ps3，第四光电传感器ps4。所述模拟量控制模块ana还链接有第五光电传感器ps5，第六光电传感器ps6。
44.需要说明的是，上述结构中的光电传感器，是热场工装拆卸装置实现自动化控制的重要组成部分，其作用是检测工装所处的位置。可以理解到的是，如果将光电传感器替换为其他类型的传感器，或者改变传感器的数量，只要能够在热场工装拆卸装置中，起到检测部件运动状态的作用，都是不超出本技术的宗旨的。
45.参照图5，操作面板回路，包括操作面板以及第二耦合器。从上述伺服电机的分线端子连接到第二耦合器cou2，第二耦合器cou2的下游连接有操作面板的第二输入模块的四个通道di4、di5、di6、di7和计数模块coum。
46.优选的，本实施例中，利用波段开关s1，将来自伺服电机m1的供电线路分成四份，送入第二输入模块的四个通道di4、di5、di6、di7进行供电。
47.计数模块coum还连接有旋转编码器re，该旋转编码器re能够检测电机的转速，并将转速信息送入到计数模块coum中，同时还可以根据计数模块coum传来的信号改变自身转速。
48.可以理解到的是，本实施例中描述的结构，是利用第二耦合器cou2将操作面板之间的不同模块连接在一起，如果使用其他型号的操作面板，模块的组合会产生变化，应用到实施例中，只需要更换波段开关s1的规格，给所有不同的模块同时提供供电，同样能够满足本技术的需求，且不超出本技术的宗旨。
49.根据本技术一些较优的实施例，所述第二耦合器cou2还连接到上述i/o端子模块si1，第二耦合器cou2能够将主控制器中的各种信息，发送到主控制回路中的第一耦合器cou1，并最终送入主控制器mc当中。优选的，连接时所采用的是m8以太网电缆进行连接，这种结构能够最大程度的降低设备成本，并且提高高温环境下的稳定性。
50.可以想到的是，将本技术实施例一中描述的热场工装拆卸装置控制系统，应用于对应的热场工装拆卸装置，能够搭建一套接线方便，稳定性强的热场工装拆卸装置，保证了操作人员在拉晶结束后，拆卸热场工装的时候的安全性。
51.同时，能够利用操作面板，通过调整参数和开关的启动与否，实现整个设备的启动与停止。而利用eathercat总线对整个设备进行连接，能够降低安装的复杂程度，并且提高可维护性。
52.优选的，在软件层面，整个系统的配置、twinsafe的配置、i\o分配、编程和调试都是在twincat这一的工程环境下完成的。在整个系统中，逆变器、控制回路的断路器、dc\dc转换器、电钢助力臂、机械手、伺服电机、光电传感器、压力传感器、波段开关和旋转编码器的输入输出信号都需要通过主控制器mc来处理。
53.上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。