CN107791088A - 工作机械防夹伺服自动门装置 - Google Patents

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    • E05F15/00—Power-operated mechanisms for wings
    • E05F15/70—Power-operated mechanisms for wings with automatic actuation

Abstract

本发明公开了一种工作机械防夹伺服自动门装置，其能增加工作机械自动门的防夹安全性，并能设定安全门范围的位置检知信号，提前工作机械的预备动作并加速整体加工时间。

Description

工作机械防夹伺服自动门装置
技术领域
本发明涉及一种工作机械防夹伺服自动门装置，其能增加工作机械自动门的防夹安全性，并能设定安全门范围的位置检知信号。
背景技术
一般重型加工机械如切削机、射出机、钻孔机、CNC自动车床、冲床、洗床、刨床等，因其具有高量扭力、冲击力及破坏刀刃，因此皆设有机械工作时防止操作者肢体进入工作范围的安全栅或安全门。
上述机械安全门通常包含油压系统及伺服马达，以驱动安全门开启或关闭，其中开启动作由控制系统中于机械工作中断或由操作者经按压开启开关后启动。
关闭动作由控制系统中于机械工作开始前或由操作者经按压关闭开关后启动关门，系统中额外内建有紧急停止关门保护机制，即如果门未全完关闭则不启动工作，以及设有触动开关及侦测器检知电路等。
显然门未完全关闭不得启动工作，另于关门行程中触动开关触及物品及侦测器侦测出物体时，即刻发出指令紧急停止关门，也是现有技术中很常见的技术。
工作机械安全门常有遇有阻力无法正确判断的误动作情况，当安全门关门时若遇有阻力，通常只有阻力大过油压压力或马达扭力时才会被迫使安全门停止。
但油压系统或马达易被损坏，但当阻力未超过油压压力或马达扭力时，可能真的是操作者肢体进入危险区或有工具、零组件掉于轨道上，而安全门却忽略该危险未停止关门，很有可能因此酿成危害，包括肢体进入危险工作区、工具及零组件弹入工作区及操作者肢体被安全夹住等危害。
另外，系统必须于安全门完全关闭后，才会发出信号放行启动工作，换言之其并无提前发出预备动作指令功能，明显存在等待及延迟时间过长的问题，。
发明内容
鉴于传统工作机械安全门的不足，据此本案发明人研发提出本发明-工作机械防夹伺服自动门装置。
本装置主要于驱动安全门开门及关门的伺服马达进行赋予多项功能的设计，其包含能增加工作机械自动门的防夹安全性，并能设定安全门范围的位置检知信号，提前工作机械的预备动作并加速整体加工时间。
本发明提供的工作机械防夹伺服自动门装置包含外部接口、自动门应用程序及伺服马达驱动器。
本发明中的自动门应用程序及伺服马达驱动器主要具有如下创新功能：
A.关门时夹到异常负载检知；
B.关门时检出后防夹保护动作；
C.输入/输出(I/O Input/Output)检知；
D.安全门方向、行程限制保护；
E.安全门校正模式提供。
整体上本发明提供的工作机械防夹伺服自动门装置能够增加工作机械自动门的防夹安全、可外接安全开关使用及能设定安全门范围的位置检知信号，据以提前工作机械的预备动作并加速整体加工时间。
附图说明
图1为本发明主要结构分解立体图；
图2为本发明结构剖视图。
附图标记说明：P-使用者；1-外部接口；11-I/O输出装置；12-I/O输入设备；13-参数设定/读取装置；2-自动门应用程序；21-外部操作指令接收；221-目前位置辨识；222-是否启动；23-前次指令是否完成；24-运转模式开关动作；241-原点位置设定模式；242-自动开门模式；243-校正模式；244-自动关门模式；25-定点位置保持定位；261-完成坐标设定；262-取消防夹机制；263-取消防夹机制；264-启动防夹保护机制；265-进行退开防夹机制；271-完成指令；272-到达开门位置；273-启动马达运转；274-关/关门方向运转；275-启动马达运转；276-马达刹车停止；281-定点位置保持定位；282-到达扭力检知标准；283-到达扭力检知标准；291-到达关门容许误差；292-外部触发防夹机制；3-伺服马达驱动器；31-原点位置设定；32-定位指令下达；33-异常扭力检知；34-驱动异常检知；35-目前位置检知；36-完成坐标设定；37-启动马达运转；38-完成动作。
具体实施方式
如图1、图2所示，本发明提供的工作机械防夹伺服自动门装置包含外部接口(1)、自动门应用程序(2)及伺服马达驱动器(3)，该外部接口(1)为由伺服马达连接至外部具显示及输入接口，自动门应用程序(2)及伺服马达驱动器(3)设置于伺服马达的电路板上。
如图1、图2所示，其中外部接口(1)包含如下单元：I/O输出装置(11)、I/O输入设备(12)及参数设定/读取装置(13)。
如图1所示，其中自动门应用程序(2)包含如下逻辑路径及执行指令：外部操作指令接收(21)、目前位置辨识(221)、是否启动(222)、前次指令是否完成(23)、运转模式开关动作(24)、定点位置保持定位(25)、完成坐标设定(261)、取消防夹机制(262、263)、启动防夹保护机制(264)、进行退开防夹机制(265)、完成指令(271)、到达开门位置(272)、启动马达运转(273、275)、关/关门方向运转(274)、马达刹车停止(276)、定点位置保持定位(281)、到达扭力检知标准(282、283)、到达关门容许误差(291)及外部触发防夹机制(292)。
该运转模式开关动作(24)包含原点位置设定模式(241)、自动开门模式(242)、校正模式(243)及自动关门模式(244)。
如图2所示，其中伺服马达驱动器(3)包含如下逻辑设定、检知及执行指令：原点位置设定(31)、定位指令下达(32)、异常扭力检知(33)、驱动异常检知(34)、目前位置检知(35)、完成坐标设定(36)、启动马达运转(37)及完成动作(38)。
上述外部接口(1)，其I/O输出装置(11)、I/O输入设备(12)及参数设定/读取装置(13)可供使用者(P)直接操作键入相关参数。
I/O输入设备(12)及参数设定/读取装置(13)链接至自动门应用程序(2)并将使用者(P)输入参数传输给自动门应用程序(2)，自动门应用程序(2)链接至I/O输出装置(11)及参数设定/读取装置(13)并将自动门应用程序(2)及伺服马达驱动器(3)的执行结果传输给I/O输出装置(11)及参数设定/读取装置(13)显示，供用户接收该结果信息。
上述自动门应用程序(2)，其外部操作指令接收(21)接受由使用者(P)经I/O输入设备(12)及参数设定/读取装置(13)键入的相关参数并将参数传输给是否启动(222)闸门，经其判断后若为“否定No”即传输给目前位置辨识(221)及I/O输出装置(11)并显示，若为“肯定Yes”即传输给前次指令是否完成(23)闸门。
该前次指令是否完成(23)闸门，经其判断后若为“否定No”即同样传输给目前位置辨识(221)及I/O输出装置(11)并显示，若为“肯定Yes”即同时传输给运转模式开关动作(24)的原点位置设定模式(241)、自动开门模式(242)、校正模式(243)及自动关门模式(244)。
随后，运转模式开关动作(24)分别为：
该原点位置设定模式(241)，当其设定后经由完成坐标设定(261)再传输给目前位置辨识(221)及I/O输出装置(11)并显示；
该自动开门模式(242)，先通知取消防夹机制(262)并允许启动马达运转(273)，经检视到达开门位置(272)而下达完成指令(271)，之后传输给目前位置辨识(221)及I/O输出装置(11)并显示；
该校正模式(243)，当其校正程序先通知取消防夹机制(263)并进行确认开/关门方向运转(274)、到达扭力检知标准(282)，即执行定点位置保持定位(281)，再经完成指令(271)并传输给目前位置辨识(221)及I/O输出装置(11)并显示；
该自动关门模式(244)，先通知启动防夹机制(264)并允许启动马达运转(275)，经检视到达扭力检知标准(283)闸门，经其判断后若为“否定No”即传输给外部触发防夹机制(292)闸门，该外部触发防夹机制(292)闸门，经其判断后若为“否定No”即代表到达关门容许误差(291)，再经完成指令(271)并传输给目前位置辨识(221)及I/O输出装置(11)并显示，该视到达扭力检知标准(283)及外部触发防夹机制(292)闸门，若为“肯定Yes”即进行马达刹车停止(276)、进行退开防夹机制(265)及定点位置保持定位(25)并回到前述是否启动(222)闸门。
如图1、图2所示，其中外部接口(1)中的I/O输出装置(11)为I/O输出检知使用，其包含：
A.用户可自行依设定总行程位置设定数点位置作区间检知；
B.可作位置确认并提供预备动作使用，据以加快工作时间；
C.异常负载检出信号，发生异常时显示并提供辨别。
如图1所示，其中自动门应用程序中(2)中的原点位置设定模式(241)为马达定位于关门原点容许误差内时，关闭扭力检知保护，其包含：
A.关门动作结束时可产生一定预压扭力，确保自动门紧密关闭；
B.可决定是否使用预压扭力，依不同的关门原点的设定方式。
如图1所示，其中自动门应用程序中(2)中的自动关门模式(244)为关门时夹到异常检知，其利用关门时电流量进行检知，其包含：
A.使用者可依马达额定自行设定该扭力电流检知量；
B.使用者可自行设定检知标准时间ms；
C.使用者可依需求设定，据以过滤非夹到东西的异常状态，如铁屑、机件老化等。
如图1所示，其中自动门应用程序中(2)中的校正模式(243)为可进行开、关门方向的寻边，其包含：
A.便于关门点的校正；
2.确保关门点坐标的准确性；
3.若有使用关门预压功能，关门校正重设原点可确保每次关门的预压量，避免自动门上组件长期损耗导致无法闭合。
其中自动门应用程序中(2)中的启动防夹保护机制(264)为关门时检出并作后序保护动作，其包含：
A.检出异常负载时立即辨视马达运转方向进行刹车减速停止动作；
B.可设定马达停止后是否往开门方向退开及退开量；
C.设定异常负载检出后进行退开动作，放松被夹对象的挤压，若为人员可在第一时间抽离。
如图1所示，其中自动门应用程序中(2)中的启动马达运转(273、275)为不同惯量负载皆可关门全行程检知保护，其包含：
A.启动瞬间即开始进行异常常扭力检知保护；
B.关门动作加、减速时皆有扭力检知防夹机制。
如图1所示其中自动门应用程序中(2)中的开/关门方向运转(274)为单方向异常负载检知及行程限制保护，其包含：
A.关门时依马达运转方向，进行单一方向异常负载检知；
B.可过滤反向异常负载如刹车动作，滤除关门时非夹到对象状况；
C.发出开门指令时不可往关门方向运转，例如目前位置若大于目标开门位置即无法执行；
D.发出关门指令时不可往开门方向运转，例如目前位置若小于关门位置即无法执行。
如图1所示，其中自动门应用程序中(2)中的外部触发防夹机制(292)为外部防夹信号使用，其包含：
A.可由外部信号启动防夹机制；
B.防夹退开机制，最大退开位置为总行程开门。
如图2所示，上述伺服马达驱动器(3)，其中原点位置设定(31)及定位指令下达(32)接受由自动应用程序(2)输入的参数，而原点位置设定(31)进行完成坐标设定(36)并将信号回馈给自动应用程序(2)；而定位指令下达(32)将令启动马达运转(37)，经完成动作(38)并将信号回馈给自动应用程序(2)；另伺服马达驱动器(3)中的异常扭力检知(33)、驱动异常检知(34)、目前位置检知(35)将其检知信号回馈给自动应用程序(2)。
综上所述，本发明提供的具有增加工作机械自动门的防夹安全性，并能设定安全门范围的位置检知信号。

Claims (10)

1.一种工作机械防夹伺服自动门装置，其特征在于，包含外部接口(1)、自动门应用程序(2)及伺服马达驱动器(3)，该外部接口(1)由伺服马达连接至外部具显示及输入接口，自动门应用程序(2)及伺服马达驱动器(3)设置于伺服马达的电路板上；
其中外部接口(1)包含如下单元：I/O输出装置(11)、I/O输入设备(12)及参数设定/读取装置(13)；
其中自动门应用程序(2)包含如下逻辑路径及执行指令：外部操作指令接收(21)、目前位置辨识(221)、是否启动(222)、前次指令是否完成(23)、运转模式开关动作(24)、定点位置保持定位(25)、完成坐标设定(261)、取消防夹机制(262、263)、启动防夹保护机制(264)、进行退开防夹机制(265)、完成指令(271)、到达开门位置(272)、启动马达运转(273、275)、开/关门方向运转(274)、马达刹车停止(276)、定点位置保持定位(281)、到达扭力检知标准(282、283)、到达关门容许误差(291)及外部触发防夹机制(292)；
该运转模式开关动作(24)包含原点位置设定模式(241)、自动开门模式(242)、校正模式(243)及自动关门模式(244)；
伺服马达驱动器(3)包含如下逻辑设定、检知及执行指令：原点位置设定(31)、定位指令下达(32)、异常扭力检知(33)、驱动异常检知(34)、目前位置检知(35)、完成坐标设定(36)、启动马达运转(37)及完成动作(38)；
上述外部接口(1)，其I/O输出装置(11)、I/O输入设备(12)及参数设定/读取装置(13)可供使用者(P)直接操作键入相关参数并显示相关信息，I/O输入设备(12)及参数设定/读取装置(13)与链接至自动门应用程序(2)并将使用者(P)输入参数传输给自动门应用程序(2)，自动门应用程序(2)链接至I/O输出装置(11)并将自动门应用程序(2)及伺服马达驱动器(3)的执行结果传输给I/O输出装置(11)及参数设定/读取装置(13)并显示，供用户接收该结果信息；
上述自动门应用程序(2)，其外部操作指令接收(21)接受由使用者(P)经I/O输入设备(12)及参数设定/读取装置(13)键入的相关参数并将参数传输给是否启动(222)闸门，经其判断后若为“否定No”即传输给目前位置辨识(221)后由I/O输出装置(11)及参数设定/读取装置(13)显示，若为“肯定Yes”即传输给前次指令是否完成(23)闸门；
该前次指令是否完成(23)闸门，经其判断后若为“否定No”即同样传输给目前位置辨识(221)后由I/O输出装置(11)及参数设定/读取装置(13)显示，若为“肯定Yes”即传输给运转模式开关动作(24)的原点位置设定模式(241)、自动开门模式(242)、校正模式(243)及自动关门模式(244)；
随后，运转模式开关动作(24)分别为：
该原点位置设定模式(241)，当其设定后经由完成坐标设定(261)再传输给目前位置辨识(221)及I/O输出装置(11)并显示；
该自动开门模式(242)，先通知取消防夹机制(262)并允许启动马达运转(273)，经检视到达开门位置(272)而下达完成指令(271)，之后传输给目前位置辨识(221)及I/O输出装置(11)并显示；
该校正模式(243)，当其校正后先通知取消防夹机制(263)并进行确认开/关门方向运转(274)、到达扭力检知标准(282)，即执行定点位置保持定位(281)，再经完成指令(271)并传输给目前位置辨识(221)及I/O输出装置(11)并显示；
该自动关门模式(244)，先通知启动防夹机制(264)并允许启动马达运转(275)，经检视到达扭力检知标准(283)闸门，经其判断后若为“否定No”即传输给外部触发防夹机制(292)闸门，该外部触发防夹机制(292)闸门，经其判断后若为“否定No”即代表到达关门容许误差(291)，再经完成指令(271)并传输给目前位置辨识(221)及I/O输出装置(11)并显示，该视到达扭力检知标准(283)及外部触发防夹机制(292)闸门，若为“肯定Yes”即进行马达刹车停止(276)、进行退开防夹机制(265)及定点位置保持定位(25)并回到前述是否启(222)闸门。
2.根据权利要求1所述的工作机械防夹伺服自动门装置，其中外部接口(1)中的I/O输出装置(11)为I/O输出检知使用，其特征在于，包含：
A.用户可自行依设定总行程位置设定数点位置作区间检知；
B.可作位置确认并提供预备动作使用，据以加快工作时间；
C.异常负载检出信号，发生异常时显示并提供辨别。
3.根据权利要求1所述的工作机械防夹伺服自动门装置，其中自动门应用程序中(2)中的原点位置设定模式(241)为马达定位于关门原点容许误差内时，关闭扭力检知保护，其特征在于，包含：
A.关门动作结束时可产生一定预压扭力，确保自动门紧密关闭；
B.可决定是否使用预压扭力，依不同的关门原点的设定方式。
4.根据权利要求1所述的工作机械防夹伺服自动门装置，其中自动门应用程序中(2)中的自动关门模式(244)为关门时夹到异常检知，其利用关门时电流量进行检知，其特征在于，包含：
A.使用者可依马达额定自行设定该扭力电流检知量；
B.使用者可自行设定检知标准时间；
C.使用者可依需求设定，据以过滤非夹到东西的异常状态，异常状态为铁屑或机件老化。
5.根据权利要求1所述的工作机械防夹伺服自动门装置，其中自动门应用程序中(2)中的校正模式(243)为可进行开、关门方向的寻边，其特征在于，包含：
A.便于关门点的校正；
B.确保关门点坐标的准确性；
C.若有使用关门预压功能，关门校正重设原点可确保每次关门的预压量，避免自动门上组件长期损耗导致无法闭合。
6.根据权利要求1所述的工作机械防夹伺服自动门装置，其中自动门应用程序中(2)中的启动防夹保护机制(264)为关门时检出并作后序保护动作，其特征在于，包含：
A.检出异常负载时立即辨视马达运转方向进行刹车减速停止动作；
B.可设定马达停止后是否往开门方向退开及退开量；
C.设定异常负载检出后进行退开动作，放松被夹对象的挤压，若为人员可在第一时间抽离。
7.根据权利要求1所述的工作机械防夹伺服自动门装置，其中自动门应用程序中(2)中的启动马达(273、275)为不同惯量负载皆可关门全行程检知保护，其特征在于，包含：
A.启动瞬间即开始进行异常常扭力检知保护；
B.关门动作加、减速时皆有扭力检知防夹机制。
8.根据权利要求1所述的工作机械防夹伺服自动门装置，其中自动门应用程序中(2)中的开/关门方向运转(274)为单方向异常负载检知及行程限制保护，其特征在于，包含：
A.关门时依马达运转方向，进行单一方向异常负载检知；
B.可过滤反向异常负载如刹车动作，滤除关门时非夹到对象状况；
C.发出开门指令时不可往关门方向运转，例如目前位置若大于目标开门位置即无法执行；
D.发出关门指令时不可往开门方向运转，例如目前位置若小于关门位置即无法执行。
9.根据权利要求1所述的工作机械防夹伺服自动门装置，其中自动门应用程序中(2)中的外部触发防夹机制(292)为外部防夹信号使用，其特征在于，包含：
A.可由外部信号启动防夹机制；
B.防夹退开机制，最大退开位置为总行程开门。
10.根据权利要求1所述的工作机械防夹伺服自动门装置，特征在于，伺服马达驱动器(3)，其中原点位置设定(31)及定位指令下达(32)接受由自动门应用程序(2)输入的参数，原点位置设定(31)进行完成坐标设定(36)并将信号回馈给自动应用程序(2)；定位指令下达(32)将令启动马达运转(37)，经完成动作(38)并将信号回馈给自动门应用程序(2)；伺服马达驱动器(3)中的异常扭力检知(33)、驱动异常检知(34)、目前位置检知(35)将其检知信号回馈给自动应用程序(2)。
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