CN105425628A - 一种面向机械手的节能控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向机械手的节能控制装置，包括电机动作执行单元、用于检测电机动作执行单元的自由运行状态数据的编码器检测单元以及电机控制器，所述电机动作执行单元连接有机械手夹具，所述电机控制器与电机动作执行单元连接，所述编码器检测单元分别与电机动作执行单元、电机控制器连接。本发明还公开了一种面向机械手的节能控制方法。本发明通过编码器检测单元持续检测电机动作执行单元的自由运行状态数据，并在机械手非取件时间保持不通电，一般情况下，由于导轨具有摩擦力，电机不容易自由滑动，因此，只有在机械手取件的时候才提供电能给电机，而电机通电的时间只有整个加工和取件时间的五分之一，进而大大节省能源。

Description

一种面向机械手的节能控制方法及装置

技术领域

本发明涉及设备节能控制技术领域,具体是指一种面向机械手的节能控制方法及装置。

背景技术

随着人工红利的不断减少，自动化的要求使得机械手的需求不断增大，如数控机床和注塑机行业，过去都是人工安装工件和取件。现在基本都配上机械手自动取件。而目前的工业机械手都是一套独立的机械辅助设备，跟主机(如数控机床或者注塑机等)的通信主要是简单的开关信号。近十几年来，工业上常利用机械手来达成自动化的生产过程，然而，大部分机械手的应用仍局限于处理具有重复流程的案件，而处理这些案件必须由一位有经验的操作员事先操作机械手，以教导机械手沿着固定的轨迹移动。这种教导式的操作或控制方法，只考虑机械手的终点定位和过程速度规划，并未针对应用场合或对象，实施节能控制。因此，当前工业生产方式比较单一，如数控机床或注塑机完成工件的加工后，发送一个开关信号到机械手，令其运行到指定位置取件，然后把工件放到指定位置，取件完成后，发送完成信号到主机，主机又进行下一批次的加工，如此不断循环。这种单一的循环工作模式，机械手的电机一直处于通电状态，不能根据工况实时调整机械手能耗。

由于当前机械手辅机跟数控设备主机单一的通信模式存在以下的问题：

1、机械手是在主机完成加工后去执行取件，取件时间占整个加工批次时间的五分之一，而大部分时间是在“等待”取件，期间电机处于锁紧状态，致使电机耗能过大，不利于节约能源。

2、机械手为了实现高速高精的定位取件运动，采用的伺服电机控制系统一般有位置环、速度环和电流环三闭环控制。当数控设备在加工工件时，机械手处于等待状态，由于是位置环控制，夹具停止不动时给定的是零位移，电机处于通电锁紧状态，浪费电能。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种自动动态控制能量使用状况,以达到节能省电效益的面向机械手的节能控制方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种面向机械手的节能控制方法，包括以下步骤：

步骤一、机械手启动之前，机械手的电机动作执行单元一直保持不通电；

步骤二、利用编码器检测单元检测电机动作执行单元的自由运行状态数据，如果电机动作执行单元的自由运行状态数据超过一阀值，则给电机动作执行单元通电使电机动作执行单元推动机械手夹具回复到电机原始状态的相应位置，机械手夹具回复位置后，电机动作执行单元再次断电；否则，保持当前自由运行状态位置，且不向电机动作执行单元通电；

步骤三、一旦数控设备发送指令到机械手的电机控制器，电机动作执行单元通电，电机控制器计算出目标位置，电机动作执行单元带动机械手夹具运行到工件坐标位置取件，然后将取到的工件放到指定位置；

步骤四、电机动作执行单元带动夹具回复到初始状态；

步骤五、电机控制器控制电机动作执行单元再次断电，电机处于断电等待状态，并返回步骤二，依此不断循环。

基于同一构思，本发明还提供一种面向机械手的节能控制装置，包括电机动作执行单元、用于检测电机动作执行单元的自由运行状态数据的编码器检测单元以及电机控制器，所述电机动作执行单元连接有机械手夹具，所述电机控制器与电机动作执行单元连接，所述编码器检测单元分别与电机动作执行单元、电机控制器连接。

具体的，所述电机控制器包括：

计算单元，与电机动作执行单元相连，用于计算所述电机动作执行单元的目标位置并转换为控制命令；

通电控制单元，输入端与编码器检测单元相连，输出端与电机动作执行单元相连，用于接收编码器检测单元的输入信息并输出通电或断电指令至电机动作执行单元。

本发明相比现有技术具有以下优点及有益效果：

本发明通过编码器检测单元持续检测电机动作执行单元的自由运行状态数据，并在机械手非取件时间保持不通电，一般情况下，由于导轨具有摩擦力，电机不容易自由滑动，因此，只有在机械手取件的时候才提供电能给电机，而电机通电的时间只有整个加工和取件时间的五分之一，进而大大节省能源。

附图说明

图1为本发明的面向机械手的节能控制方法流程图。

图2为本发明面向机械手的节能控制装置的结构示意图。

图3为电机控制器的的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

如图1，本实施例提供一种面向机械手的节能控制方法，包括以下步骤：

步骤一、机械手启动之前，机械手的电机动作执行单元一直保持不通电；

步骤二、利用编码器检测单元检测电机动作执行单元的自由运行状态数据，如果电机动作执行单元的自由运行状态数据超过一阀值，则给电机动作执行单元通电使电机动作执行单元推动机械手夹具回复到电机原始状态的相应位置，机械手夹具回复位置后，电机动作执行单元再次断电；否则，保持当前自由运行状态位置，且不向电机动作执行单元通电；

步骤三、一旦数控设备发送指令到机械手的电机控制器，电机动作执行单元通电，电机控制器计算出目标位置，电机动作执行单元带动机械手夹具运行到工件坐标位置取件，然后将取到的工件放到指定位置；

步骤四、电机动作执行单元带动夹具回复到初始状态；

步骤五、电机控制器控制电机动作执行单元再次断电，电机处于断电等待状态，并返回步骤二，依此不断循环。

如图2，基于同一构思，如本发明还提供一种面向机械手的节能控制装置，包括电机动作执行单元、用于检测电机动作执行单元的自由运行状态数据的编码器检测单元以及电机控制器，所述电机动作执行单元连接有机械手夹具，所述电机控制器与电机动作执行单元连接，所述编码器检测单元分别与电机动作执行单元、电机控制器连接。

如图3，所述电机控制器包括：

计算单元，与电机动作执行单元相连，用于计算所述电机动作执行单元的目标位置并转换为控制命令；

通电控制单元，输入端与编码器检测单元相连，输出端与电机动作执行单元相连，用于接收编码器检测单元的输入信息并输出通电或断电指令至电机动作执行单元。通过在传统的机械手与数控设备基础上增加了通电控制功能，当数控设备在加工工件时，机械手处于断电状态，由于是位置环控制，夹具停止不动时给定的是零位移，电机处于自由状态，节约电能。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种面向机械手的节能控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、机械手启动之前，机械手的电机动作执行单元一直保持不通电；

步骤二、利用编码器检测单元检测电机动作执行单元的自由运行状态数据，如果电机动作执行单元的自由运行状态数据超过一阀值，则给电机动作执行单元通电使电机动作执行单元推动机械手夹具回复到电机原始状态的相应位置，机械手夹具回复位置后，电机动作执行单元再次断电；否则，保持当前自由运行状态位置，且不向电机动作执行单元通电；

步骤三、一旦数控设备发送指令到机械手的电机控制器，电机动作执行单元通电，电机控制器计算出目标位置，电机动作执行单元带动机械手夹具运行到工件坐标位置取件，然后将取到的工件放到指定位置；

步骤四、电机动作执行单元带动夹具回复到初始状态；

步骤五、电机控制器控制电机动作执行单元再次断电，电机处于断电等待状态，并返回步骤二，依此不断循环。

2.一种面向机械手的节能控制装置，其特征在于：包括电机动作执行单元、用于检测电机动作执行单元的自由运行状态数据的编码器检测单元以及电机控制器，所述电机动作执行单元连接有机械手夹具，所述电机控制器与电机动作执行单元连接，所述编码器检测单元分别与电机动作执行单元、电机控制器连接。

3.根据权利要求2所述的面向机械手的节能控制装置，其特征在于：所述电机控制器包括：

计算单元，与电机动作执行单元相连，用于计算所述电机动作执行单元的目标位置并转换为控制命令；

通电控制单元，输入端与编码器检测单元相连，输出端与电机动作执行单元相连，用于接收编码器检测单元的输入信息并输出通电或断电指令至电机动作执行单元。