基于电动机的保持控制系统及方法技术方案

公开了基于电动机的保持控制系统及方法。一种夹持系统，包括：力控制模块，用于产生力信号，以使保持装置实施保持冲程和释放冲程中的至少一个。保持冲程包括将保持装置的夹持元件转移到夹持物体的第一位置。释放冲程包括将夹持元件转移到释放物体的第二位置。保持装置是不可逆向驱动的。失速检测模块用于：(i)监控从保持装置的电动机组件的传感器接收的传感器信号；并且(ii)基于该传感器信号检测电动机的第一失速情形。关停模块基于在释放冲程期间或其结束处对第一失速情形的检测，切断供给电动机的电流。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种保持控制系统，尤其涉及一种电驱动保持(hold)装置的控制系统，例如钳子(gripper)和夹子(clamp)。
技术介绍
这里所提供的
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的描述是为了概括地介绍本专利技术的背景。目前提及的专利技术人的工作，在此
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部分所描述的程度上，以及本专利技术在提出申请的时候不能限定为现有技术的方面，既不能清楚地，也不能隐含性地作为与本专利技术相对抗的现有技术。 各种保持系统可用于生产过程中，以夹持和/或在不同的位置之间移动物体。示例性的保持系统是钳子系统和工件保持系统或包括夹子的系统。钳子系统通常用于夹持和/或在不同的位置之间移动物体。夹持过程可包括四个步骤。在第一步骤中，钳子合拢以在第一位置夹持物体。在第二步骤中，外部装置(或驱动器)将钳子从第一位置移动到第二位置。在第三步骤中，物体在第二位置处被从钳子中释放。在第四步骤中，外部装置将钳子移回到第一位置以夹持另一物体。工件保持系统通常具有一个或多个夹子，夹子被驱动以夹持零件。每一个夹子可具有，例如夹持状态和释放状态。在夹持状态中，夹子被驱动并保持在夹持零件的位直。这防止零件相对于夹具移动。在释放状态中，夹子被驱动到后退(或非夹持)位置。这允许零件从夹具中移出。保持系统可以气压为基础或者以电为基础。以气压为基础的保持系统包括气压回路。气压回路包括主体以及气压制动阀。这些阀打开或者关闭以调节主体气缸内的气压。活塞在气缸内气压的作用下在气缸内移动。活塞的移动导致(多个)夹持元件(例如，钳指或夹持臂)夹持或释放物体。在钳子工具中，钳指可处于合拢(夹持)状态或打开(释放)状态。在夹子工具中，夹持臂可处于夹持状态或释放状态。可使用传感器，通过监控活塞的位置和/或直接检测夹持元件的位置，检测夹持元件的状态。作为第一个例子，活塞可包括磁体，其可由主体外部安装的传感器检测。主体可包括与活塞移动方向平行延伸的槽。磁阻传感器可安装在主体的槽之上，检测磁体的运动(也就是活塞的运动)。这些传感器可用于产生，例如，打开(OPEN)和合拢(CLOSE)信号，或夹持(HOLD)和释放(RELEASE)信号，用于自动控制。这些信号表示夹持部件是否处于打开、合拢、夹持和/或释放状态。作为另一个例子，外部安装的感应传感器可用来感应夹持元件的运动(如钳颌和/或钳指的运动)。外部安装的传感器的使用具有相关的缺点。除了传感器以及相关电缆的成本外，电缆可由于例如在夹持过程中重复循环而老化变差。由于钳子在不同的位置之间往复移动，因此电缆上的某些点可磨损而阻碍钳子的使用。另外，可需要手动调节，更换保持系统上的外部传感器，以适应不同尺寸的物体。每一个物体可具有一套单独的相关传感器。以电为基础的保持系统可包括一个或多个安装在主体上的电动机。(多个)电动机用来驱动夹持元件。传感器可安装在主体上，以检测保持装置的状态。与以气压为基础的保持系统的传感器相似的问题可发生。另外，当夹持元件处于合拢或夹持状态时，供给(多个)电动机的电流可需要保持或调整，以在物体上保持想要的力。典型的步进电动机可需要保持(全动力)，不管夹持部件的位置或运动。这可导致电动机在温度升高的情况下运行延长的时间，这可限制电动机的最大输出扭矩水平和/或降低、减少电动机的部件的运行寿命。同时，因为电流被维持，因此能量消耗增加。
技术实现思路
提供了一种保持系统，其包括力控制模块，该力控制模块用于产生力信号，使保持装置实施保持冲程或释放冲程中的至少一个。保持冲程包括将保持装置的夹持部件移到夹持物体的第一位置。释放冲程包括将该夹持部件移到释放物体的第二位置。保持装置是不可逆向驱动的。构建了失速(Stall)检测模块，以(i)监控接受自保持装置的电动机组件的传感器的传感器信号；并且(ii)基于该传感器信号检测电动机的第一失速情形。构建了 关停模块以在释放过程中或者其结束处，基于对第一失速情形的检测，切断供给电动机的电流。在其它的特征中，提供了一种保持系统，其包括力控制模块，用于产生力信号，促使保持装置实施保持冲程和释放冲程中的至少一个。构建了失速检测模块，用于(i)监控从电动机组件的传感器接收的传感器信号；并且(ii)基于该传感器信号检测电动机的失速情形。升压模块用于将电动机的电流增加到升压电流水平，并且松开电动机组件的丝杠。升压电流水平高于作用电流水平。作用电流水平用于将保持装置的夹持部件在保持状态与释放状态之间转换。升压模块，当增加电流时，基于电动机的移动方向和传感器信号，调节力信号。在其它的特征中，提供了一种保持系统，其包括力控制模块，该模块用于产生力信号，以使保持装置实施释放冲程。当实施释放冲程时，保持装置的夹持元件被驱动以释放物体。构建了失速检测模块，用于(i)监控从电动机组件的传感器接收的传感器信号，(ii)基于该传感器信号，检测电动机的失速情形。构建了行程结束模块，以将保持装置的夹持元件从硬停机移开预定的距离，包括基于对失速情形的检测，调节力信号。在其它的特征中，提供了一种保持系统，其包括力控制模块，该模块用于产生第一力信号，以使保持装置实施保持冲程和释放冲程中的至少一个。构建失速检测模块，用于(i)监控从电动机组件中的传感器接收的传感器信号，并且(ii)基于该传感器信号，在保持冲程或释放冲程结束时，检测电动机的失速情形。构建力控制模块以调节力信号，从而当保持装置夹持物体时，依据对失速情形的检测，将电动机的电流从第一电流水平减小到第二电流水平。第二电流水平大于用于夹持物体的最小电流水平。在其它的特征中，提供了一种保持装置的扭矩方法。该方法包括确定保持装置的电动机的最小输出扭矩和最大输出扭矩；为最小输出扭矩分配最大电压；为最大输出扭矩分配最小电压；依据最小电压和最大电压，在最小输出扭矩和最大输出扭矩之间插入输出扭矩；基于插入的输出扭矩，在作用扭矩模式下操作保持装置，其中，当处于作用扭矩模式时，保持装置实施保持冲程和释放冲程中的一个；当在保持模式下操作时，向马达提供最小电压，其中，在保持模式中，保持装置处于失速情形。在其它的特征中，提供了一种保持系统，其包括保持装置控制模块，该模块构建来，用于(i)提供电源输出，并且(ii)产生打开信号、合拢信号、以及力信号。力信号指示电动机要求的输出扭矩。构建马达控制模块以产生反馈信号，该反馈信号表示保持装置的失速情形。该反馈信号由安装在电动机壳体内部的传感器产生。保持系统进一步包括电缆组件。该电缆系统包括配置成经由电缆连接到保持装置控制模块的第一连接器。该电缆连接在保持装置控制模块与电缆组件之间。第二连接器连接到马达控制模块上，从保持装置控制模块向马达控制模块提供打开信号以及合拢信号。该第二连接器从马达控制模块向保持装置控制模块提供反馈信号。第三连接器连接到马达控制模块上，从保持装置控制模块向马达控制模块提供电源输出或力信号。独立于电缆的信号线，连接在(i)第一连接器与(ii)第二连接器和第三连接器的至少一个之间。本专利技术的更多的应用领域由具体实施方式、权利要求书以及附图而变得清楚。具体实施方式以及具体实例的意图只是为了说明，而不意味着限定本专利技术的范围。附图说明 根据具体实施方式以及相关附图，本专利技术可被彻底理解，其中图I是本专利技术的以电为基础的保持系统的功能框图；图2是本专利技术的钳子的截面图；图3所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种保持系统，包括：力控制模块，用于产生力信号，以促使保持装置实施保持冲程和释放冲程中的至少一个，其中保持冲程包括将保持装置的夹持元件转移到夹持物体的第一位置，其中释放冲程包括将夹持元件转移到释放物体的第二位置，并且其中保持装置是不可逆向驱动的；失速检测模块，用于：(i)监控从保持装置的电动机组件的传感器接收的传感器信号；并且(ii)基于该传感器信号，检测电动机的第一失速情形；以及关停模块，用于依据在释放冲程的过程中或结束处对第一失速情形的检测，切断供给电动机的电流。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：奥兰多·特鲁希略，詹姆斯·吉尔里，
申请(专利权)人：特拉华资本形成公司，
类型：发明
国别省市：