[發明專利]一種面向機械手的節能控制方法及裝置

在審

• 申請號: 201510777789.6
• 申請日: 2015-11-13
• 公開（公告）號: CN105425628A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發明（設計）人: 張碧陶
• 申請（專利權）人: 張碧陶
• 主分類號: G05B19/04
• 分類號: G05B19/04
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔣劍明

技術領域

本發明涉及設備節能控制技術領域,具體是指一種面向機械手的節能控制方法及裝置。

背景技術

隨著人工紅利的不斷減少，自動化的要求使得機械手的需求不斷增大，如數控機床和注塑機行業，過去都是人工安裝工件和取件?，F在基本都配上機械手自動取件。而目前的工業機械手都是一套獨立的機械輔助設備，跟主機(如數控機床或者注塑機等)的通信主要是簡單的開關信號。近十幾年來，工業上常利用機械手來達成自動化的生產過程，然而，大部分機械手的應用仍局限于處理具有重復流程的案件，而處理這些案件必須由一位有經驗的操作員事先操作機械手，以教導機械手沿著固定的軌跡移動。這種教導式的操作或控制方法，只考慮機械手的終點定位和過程速度規劃，并未針對應用場合或對象，實施節能控制。因此，當前工業生產方式比較單一，如數控機床或注塑機完成工件的加工后，發送一個開關信號到機械手，令其運行到指定位置取件，然后把工件放到指定位置，取件完成后，發送完成信號到主機，主機又進行下一批次的加工，如此不斷循環。這種單一的循環工作模式，機械手的電機一直處于通電狀態，不能根據工況實時調整機械手能耗。

由于當前機械手輔機跟數控設備主機單一的通信模式存在以下的問題：

1、機械手是在主機完成加工后去執行取件，取件時間占整個加工批次時間的五分之一，而大部分時間是在“等待”取件，期間電機處于鎖緊狀態，致使電機耗能過大，不利于節約能源。

2、機械手為了實現高速高精的定位取件運動，采用的伺服電機控制系統一般有位置環、速度環和電流環三閉環控制。當數控設備在加工工件時，機械手處于等待狀態，由于是位置環控制，夾具停止不動時給定的是零位移，電機處于通電鎖緊狀態，浪費電能。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中的不足之處，提供一種自動動態控制能量使用狀況,以達到節能省電效益的面向機械手的節能控制方法。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種面向機械手的節能控制方法，包括以下步驟：

步驟一、機械手啟動之前，機械手的電機動作執行單元一直保持不通電；

步驟二、利用編碼器檢測單元檢測電機動作執行單元的自由運行狀態數據，如果電機動作執行單元的自由運行狀態數據超過一閥值，則給電機動作執行單元通電使電機動作執行單元推動機械手夾具回復到電機原始狀態的相應位置，機械手夾具回復位置后，電機動作執行單元再次斷電；否則，保持當前自由運行狀態位置，且不向電機動作執行單元通電；

步驟三、一旦數控設備發送指令到機械手的電機控制器，電機動作執行單元通電，電機控制器計算出目標位置，電機動作執行單元帶動機械手夾具運行到工件坐標位置取件，然后將取到的工件放到指定位置；

步驟四、電機動作執行單元帶動夾具回復到初始狀態；

步驟五、電機控制器控制電機動作執行單元再次斷電，電機處于斷電等待狀態，并返回步驟二，依此不斷循環。

基于同一構思，本發明還提供一種面向機械手的節能控制裝置，包括電機動作執行單元、用于檢測電機動作執行單元的自由運行狀態數據的編碼器檢測單元以及電機控制器，所述電機動作執行單元連接有機械手夾具，所述電機控制器與電機動作執行單元連接，所述編碼器檢測單元分別與電機動作執行單元、電機控制器連接。

具體的，所述電機控制器包括：

計算單元，與電機動作執行單元相連，用于計算所述電機動作執行單元的目標位置并轉換為控制命令；

通電控制單元，輸入端與編碼器檢測單元相連，輸出端與電機動作執行單元相連，用于接收編碼器檢測單元的輸入信息并輸出通電或斷電指令至電機動作執行單元。

本發明相比現有技術具有以下優點及有益效果：

本發明通過編碼器檢測單元持續檢測電機動作執行單元的自由運行狀態數據，并在機械手非取件時間保持不通電，一般情況下，由于導軌具有摩擦力，電機不容易自由滑動，因此，只有在機械手取件的時候才提供電能給電機，而電機通電的時間只有整個加工和取件時間的五分之一，進而大大節省能源。

附圖說明

圖1為本發明的面向機械手的節能控制方法流程圖。

圖2為本發明面向機械手的節能控制裝置的結構示意圖。

圖3為電機控制器的的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合實施例及附圖對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限于此。

實施例

如圖1，本實施例提供一種面向機械手的節能控制方法，包括以下步驟：