一種面向機械手的節(jié)能控制方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及設(shè)備節(jié)能控制技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種面向機械手的節(jié)能控制方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]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(shù)控機床和注塑機行業(yè)，過去都是人工安裝工件和取件?，F(xiàn)在基本都配上機械手自動取件。而目前的工業(yè)機械手都是一套獨立的機械輔助設(shè)備，跟主機(如數(shù)控機床或者注塑機等)的通信主要是簡單的開關(guān)信號。近十幾年來，工業(yè)上常利用機械手來達成自動化的生產(chǎn)過程，然而，大部分機械手的應(yīng)用仍局限于處理具有重復(fù)流程的案件，而處理這些案件必須由一位有經(jīng)驗的操作員事先操作機械手，以教導(dǎo)機械手沿著固定的軌跡移動。這種教導(dǎo)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(guī)劃，并未針對應(yīng)用場合或?qū)ο螅瑢嵤┕?jié)能控制。因此，當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)方式比較單一，如數(shù)控機床或注塑機完成工件的加工后，發(fā)送一個開關(guān)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(fā)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(huán)。這種單一的循環(huán)工作模式，機械手的電機一直處于通電狀態(tài)，不能根據(jù)工況實時調(diào)整機械手能耗。
[0003]由于當(dāng)前機械手輔機跟數(shù)控設(shè)備主機單一的通信模式存在以下的問題:
[0004]1、機械手是在主機完成加工后去執(zhí)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(tài)，致使電機耗能過大，不利于節(jié)約能源。
[0005]2、機械手為了實現(xiàn)高速高精的定位取件運動，采用的伺服電機控制系統(tǒng)一般有位置環(huán)、速度環(huán)和電流環(huán)三閉環(huán)控制。當(dāng)數(shù)控設(shè)備在加工工件時，機械手處于等待狀態(tài)，由于是位置環(huán)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(tài)，浪費電能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種自動動態(tài)控制能量使用狀況，以達到節(jié)能省電效益的面向機械手的節(jié)能控制方法。
[0007]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
[0008]—種面向機械手的節(jié)能控制方法，包括以下步驟:
[0009]步驟一、機械手啟動之前，機械手的電機動作執(zhí)行單元一直保持不通電；
[0010]步驟二、利用編碼器檢測單元檢測電機動作執(zhí)行單元的自由運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，如果電機動作執(zhí)行單元的自由運行狀態(tài)數(shù)據(jù)超過一閥值，則給電機動作執(zhí)行單元通電使電機動作執(zhí)行單元推動機械手夾具回復(fù)到電機原始狀態(tài)的相應(yīng)位置，機械手夾具回復(fù)位置后，電機動作執(zhí)行單元再次斷電；否則，保持當(dāng)前自由運行狀態(tài)位置，且不向電機動作執(zhí)行單元通電；
[0011]步驟三、一旦數(shù)控設(shè)備發(fā)送指令到機械手的電機控制器，電機動作執(zhí)行單元通電，電機控制器計算出目標(biāo)位置，電機動作執(zhí)行單元帶動機械手夾具運行到工件坐標(biāo)位置取件，然后將取到的工件放到指定位置；
[0012]步驟四、電機動作執(zhí)行單元帶動夾具回復(fù)到初始狀態(tài)；
[0013]步驟五、電機控制器控制電機動作執(zhí)行單元再次斷電，電機處于斷電等待狀態(tài)，并返回步驟二，依此不斷循環(huán)。
[0014]基于同一構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種面向機械手的節(jié)能控制裝置，包括電機動作執(zhí)行單元、用于檢測電機動作執(zhí)行單元的自由運行狀態(tài)數(shù)據(jù)的編碼器檢測單元以及電機控制器，所述電機動作執(zhí)行單元連接有機械手夾具，所述電機控制器與電機動作執(zhí)行單元連接，所述編碼器檢測單元分別與電機動作執(zhí)行單元、電機控制器連接。
[0015]具體的，所述電機控制器包括:
[0016]計算單元，與電機動作執(zhí)行單元相連，用于計算所述電機動作執(zhí)行單元的目標(biāo)位置并轉(zhuǎn)換為控制命令；
[0017]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(zhí)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(zhí)行單元。
[0018]本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點及有益效果:
[0019]本發(fā)明通過編碼器檢測單元持續(xù)檢測電機動作執(zhí)行單元的自由運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，并在機械手非取件時間保持不通電，一般情況下，由于導(dǎo)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(jié)省能源。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的面向機械手的節(jié)能控制方法流程圖。
[0021]圖2為本發(fā)明面向機械手的節(jié)能控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3為電機控制器的的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0024]實施例
[0025]如圖1，本實施例提供一種面向機械手的節(jié)能控制方法，包括以下步驟:
[0026]步驟一、機械手啟動之前，機械手的電機動作執(zhí)行單元一直保持不通電；
[0027]步驟二、利用編碼器檢測單元檢測電機動作執(zhí)行單元的自由運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，如果電機動作執(zhí)行單元的自由運行狀態(tài)數(shù)據(jù)超過一閥值，則給電機動作執(zhí)行單元通電使電機動作執(zhí)行單元推動機械手夾具回復(fù)到電機原始狀態(tài)的相應(yīng)位置，機械手夾具回復(fù)位置后，電機動作執(zhí)行單元再次斷電；否則，保持當(dāng)前自由運行狀態(tài)位置，且不向電機動作執(zhí)行單元通電；
[0028]步驟三、一旦數(shù)控設(shè)備發(fā)送指令到機械手的電機控制器，電機動作執(zhí)行單元通電，電機控制器計算出目標(biāo)位置，電機動作執(zhí)行單元帶動機械手夾具運行到工件坐標(biāo)位置取件，然后將取到的工件放到指定位置；
[0029]步驟四、電機動作執(zhí)行單元帶動夾具回復(fù)到初始狀態(tài)；
[0030]步驟五、電機控制器控制電機動作執(zhí)行單元再次斷電，電機處于斷電等待狀態(tài)，并返回步驟二，依此不斷循環(huán)。
[0031]如圖2，基于同一構(gòu)思，如本發(fā)明還提供一種面向機械手的節(jié)能控制裝置，包括電機動作執(zhí)行單元、用于檢測電機動作執(zhí)行單元的自由運行狀態(tài)數(shù)據(jù)的編碼器檢測單元以及電機控制器，所述電機動作執(zhí)行單元連接有機械手夾具，所述電機控制器與電機動作執(zhí)行單元連接，所述編碼器檢測單元分別與電機動作執(zhí)行單元、電機控制器連接。
[0032]如圖3，所述電機控制器包括:
[0033]計算單元，與電機動作執(zhí)行單元相連，用于計算所述電機動作執(zhí)行單元的目標(biāo)位置并轉(zhuǎn)換為控制命令；
[0034]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(zhí)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(zhí)行單元。通過在傳統(tǒng)的機械手與數(shù)控設(shè)備基礎(chǔ)上增加了通電控制功能，當(dāng)數(shù)控設(shè)備在加工工件時，機械手處于斷電狀態(tài)，由于是位置環(huán)控制，夾具停止不動時給定的是零位移，電機處于自由狀態(tài)，節(jié)約電能。
[0035]上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種面向機械手的節(jié)能控制方法，其特征在于，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(zhí)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(zhí)行單元的自由運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，如果電機動作執(zhí)行單元的自由運行狀態(tài)數(shù)據(jù)超過一閥值，則給電機動作執(zhí)行單元通電使電機動作執(zhí)行單元推動機械手夾具回復(fù)到電機原始狀態(tài)的相應(yīng)位置，機械手夾具回復(fù)位置后，電機動作執(zhí)行單元再次斷電；否則，保持當(dāng)前自由運行狀態(tài)位置，且不向電機動作執(zhí)行單元通電； 步驟三、一旦數(shù)控設(shè)備發(fā)送指令到機械手的電機控制器，電機動作執(zhí)行單元通電，電機控制器計算出目標(biāo)位置，電機動作執(zhí)行單元帶動機械手夾具運行到工件坐標(biāo)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(zhí)行單元帶動夾具回復(fù)到初始狀態(tài)； 步驟五、電機控制器控制電機動作執(zhí)行單元再次斷電，電機處于斷電等待狀態(tài)，并返回步驟二，依此不斷循環(huán)。2.—種面向機械手的節(jié)能控制裝置，其特征在于:包括電機動作執(zhí)行單元、用于檢測電機動作執(zhí)行單元的自由運行狀態(tài)數(shù)據(jù)的編碼器檢測單元以及電機控制器，所述電機動作執(zhí)行單元連接有機械手夾具，所述電機控制器與電機動作執(zhí)行單元連接，所述編碼器檢測單元分別與電機動作執(zhí)行單元、電機控制器連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的面向機械手的節(jié)能控制裝置，其特征在于:所述電機控制器包括: 計算單元，與電機動作執(zhí)行單元相連，用于計算所述電機動作執(zhí)行單元的目標(biāo)位置并轉(zhuǎn)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(zhí)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(zhí)行單元。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種面向機械手的節(jié)能控制裝置，包括電機動作執(zhí)行單元、用于檢測電機動作執(zhí)行單元的自由運行狀態(tài)數(shù)據(jù)的編碼器檢測單元以及電機控制器，所述電機動作執(zhí)行單元連接有機械手夾具，所述電機控制器與電機動作執(zhí)行單元連接，所述編碼器檢測單元分別與電機動作執(zhí)行單元、電機控制器連接。本發(fā)明還公開了一種面向機械手的節(jié)能控制方法。本發(fā)明通過編碼器檢測單元持續(xù)檢測電機動作執(zhí)行單元的自由運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，并在機械手非取件時間保持不通電，一般情況下，由于導(dǎo)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(jié)省能源。
【IPC分類】G05B19/04
【公開號】CN105425628
【申請?zhí)枴緾N201510777789
【發(fā)明人】張碧陶
【申請人】張碧陶
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年11月13日