[發(fā)明專利]基于電動機的保持控制系統(tǒng)及方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210306331.9
• 申請日: 2012-06-27
• 公開（公告）號: CN102848390A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設計）人: 奧蘭多·特魯希略;詹姆斯·吉爾里
• 申請（專利權）人: 特拉華資本形成公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J13/08
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 曾賢偉;楊繼平

技術領域

本發(fā)明涉及一種保持控制系統(tǒng)，尤其涉及一種電驅動保持(hold)裝置的控制系統(tǒng)，例如鉗子(gripper)和夾子(clamp)。

背景技術

這里所提供的背景技術的描述是為了概括地介紹本發(fā)明的背景。目前提及的發(fā)明人的工作，在此背景技術部分所描述的程度上，以及本發(fā)明在提出申請的時候不能限定為現有技術的方面，既不能清楚地，也不能隱含性地作為與本發(fā)明相對抗的現有技術。

各種保持系統(tǒng)可用于生產過程中，以夾持和/或在不同的位置之間移動物體。示例性的保持系統(tǒng)是鉗子系統(tǒng)和工件保持系統(tǒng)或包括夾子的系統(tǒng)。鉗子系統(tǒng)通常用于夾持和/或在不同的位置之間移動物體。夾持過程可包括四個步驟。在第一步驟中，鉗子合攏以在第一位置夾持物體。在第二步驟中，外部裝置(或驅動器)將鉗子從第一位置移動到第二位置。在第三步驟中，物體在第二位置處被從鉗子中釋放。在第四步驟中，外部裝置將鉗子移回到第一位置以夾持另一物體。

工件保持系統(tǒng)通常具有一個或多個夾子，夾子被驅動以夾持零件。每一個夾子可具有，例如夾持狀態(tài)和釋放狀態(tài)。在夾持狀態(tài)中，夾子被驅動并保持在夾持零件的位置。這防止零件相對于夾具移動。在釋放狀態(tài)中，夾子被驅動到后退(或非夾持)位置。這允許零件從夾具中移出。

保持系統(tǒng)可以氣壓為基礎或者以電為基礎。以氣壓為基礎的保持系統(tǒng)包括氣壓回路。氣壓回路包括主體以及氣壓制動閥。這些閥打開或者關閉以調節(jié)主體氣缸內的氣壓?；钊跉飧變葰鈮旱淖饔孟略跉飧變纫苿印；钊囊苿訉е?多個)夾持元件(例如，鉗指或夾持臂)夾持或釋放物體。在鉗子工具中，鉗指可處于合攏(夾持)狀態(tài)或打開(釋放)狀態(tài)。在夾子工具中，夾持臂可處于夾持狀態(tài)或釋放狀態(tài)。可使用傳感器，通過監(jiān)控活塞的位置和/或直接檢測夾持元件的位置，檢測夾持元件的狀態(tài)。

作為第一個例子，活塞可包括磁體，其可由主體外部安裝的傳感器檢測。主體可包括與活塞移動方向平行延伸的槽。磁阻傳感器可安裝在主體的槽之上，檢測磁體的運動(也就是活塞的運動)。這些傳感器可用于產生，例如，打開(OPEN)和合攏(CLOSE)信號，或夾持(HOLD)和釋放(RELEASE)信號，用于自動控制。這些信號表示夾持部件是否處于打開、合攏、夾持和/或釋放狀態(tài)。作為另一個例子，外部安裝的感應傳感器可用來感應夾持元件的運動(如鉗頜和/或鉗指的運動)。

外部安裝的傳感器的使用具有相關的缺點。除了傳感器以及相關電纜的成本外，電纜可由于例如在夾持過程中重復循環(huán)而老化變差。由于鉗子在不同的位置之間往復移動，因此電纜上的某些點可磨損而阻礙鉗子的使用。另外，可需要手動調節(jié)，更換保持系統(tǒng)上的外部傳感器，以適應不同尺寸的物體。每一個物體可具有一套單獨的相關傳感器。

以電為基礎的保持系統(tǒng)可包括一個或多個安裝在主體上的電動機。(多個)電動機用來驅動夾持元件。傳感器可安裝在主體上，以檢測保持裝置的狀態(tài)。與以氣壓為基礎的保持系統(tǒng)的傳感器相似的問題可發(fā)生。

另外，當夾持元件處于合攏或夾持狀態(tài)時，供給(多個)電動機的電流可需要保持或調整，以在物體上保持想要的力。典型的步進電動機可需要保持(全動力)，不管夾持部件的位置或運動。這可導致電動機在溫度升高的情況下運行延長的時間，這可限制電動機的最大輸出扭矩水平和/或降低、減少電動機的部件的運行壽命。同時，因為電流被維持，因此能量消耗增加。

發(fā)明內容

提供了一種保持系統(tǒng)，其包括力控制模塊，該力控制模塊用于產生力信號，使保持裝置實施保持沖程或釋放沖程中的至少一個。保持沖程包括將保持裝置的夾持部件移到夾持物體的第一位置。釋放沖程包括將該夾持部件移到釋放物體的第二位置。保持裝置是不可逆向驅動的。構建了失速(stall)檢測模塊，以：(i)監(jiān)控接受自保持裝置的電動機組件的傳感器的傳感器信號；并且(ii)基于該傳感器信號檢測電動機的第一失速情形。構建了關停模塊以在釋放過程中或者其結束處，基于對第一失速情形的檢測，切斷供給電動機的電流。

在其它的特征中，提供了一種保持系統(tǒng)，其包括力控制模塊，用于產生力信號，促使保持裝置實施保持沖程和釋放沖程中的至少一個。構建了失速檢測模塊，用于：(i)監(jiān)控從電動機組件的傳感器接收的傳感器信號；并且(ii)基于該傳感器信號檢測電動機的失速情形。升壓模塊用于將電動機的電流增加到升壓電流水平，并且松開電動機組件的絲杠。升壓電流水平高于作用電流水平。作用電流水平用于將保持裝置的夾持部件在保持狀態(tài)與釋放狀態(tài)之間轉換。升壓模塊，當增加電流時，基于電動機的移動方向和傳感器信號，調節(jié)力信號。