CN108778618A - 驱动单元 - Google Patents

Abstract

一种驱动单元，其具有传送元件，该驱动单元具有电驱动装置和底座控制装置，传送装置具有至少一个接合到筒形凸轮的驱动槽中的夹带器，该底座控制装置适于从可由操作者编程的用户接口接收用于驱动单元的操作的控制信号，并根据所接收到的控制信号将其驱动信号输出到驱动装置。该驱动装置适于驱动筒形凸轮以进行旋转运动，并因此响应于驱动信号驱动传送元件。底座控制装置还适于选择性地在全运行模式下操作驱动装置，或者如果在输出驱动信号之后并且在驱动单元的循环持续时间过去之后没有接收到控制信号，则将其设置为进入待机运行模式，其中驱动装置的电源被中断。

Description

驱动单元

技术领域

本发明涉及一种具有传送元件的驱动单元，该传送元件具有至少一个接合到筒形凸轮的驱动槽中的夹带器，该驱动单元具有电驱动装置，并且具有底座控制装置（basecontrol device）。可以配置形成各种类别的驱动单元，例如所谓的旋转分度台，其中传送元件可以是转盘，并且驱动装置可以是直接或间接联接到筒形凸轮的电动机。例如在其上定位有待机械加工的物体的转盘，可以通过电动机以这种方式在期望的机械加工位置之间旋转。

背景技术

底座控制装置适于从操作者可编程的用户接口接收用于驱动单元的操作的控制信号，并根据接收到的控制信号将驱动信号输出到驱动装置。驱动装置适于驱动筒形凸轮以进行旋转运动，并因此响应于驱动信号驱动传送元件。底座控制装置最终根据需要控制电动机的电流馈送。

底座控制装置充当接收到的控制信号和驱动信号之间的中介，驱动信号适合于特定的驱动装置，并且通过该驱动信号驱动装置的控制信号得以实现。可以找到该解决方案的优点——预先假定底座控制装置的相应配置——因为驱动单元可以容易地集成到更高级别的控制器（例如工厂）中，而该控制器不必熟悉驱动装置的特定控制方式。诸如“将转盘旋转90°”的描述性指令可以替代地以相应的控制信号的形式传输到底座控制装置，底座控制装置随后确定所需的驱动信号并将其传输到驱动装置或控制发动机所需的电流馈送。

对于已知的驱动单元而言不利的是，驱动装置总是必须完全准备好操作以能够直接实现接收到的控制信号。由此防止了驱动单元的有效且安全的操作，因为驱动装置通常只是偶尔需要使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种最初提到的驱动单元，其可以更有效和更安全地操作。特别是应该降低能耗，并且可以提高驱动单元的使用寿命。本发明的另一个目的是提供一种操作驱动单元的相应方法。

具有如下的特征的驱动单元和方法满足了该目的。

根据本发明的驱动单元的底座控制装置，其适于选择性地在全运行模式下操作驱动装置，或者如果在输出驱动信号之后并且在驱动单元经过周期循环时间之后并没有接收到控制信号，则将其设置为待机运行模式，其中驱动装置的电源被中断。

根据本发明已经认识到，现有技术的驱动单元基本上是被动指令接收器和指令执行器。关于更高级别运行程序的信息被保持隐藏，以致在这种程度上不能实现驱动单元的目标或智能操作。因此，现有技术的驱动单元的操作并不总是特别有效或安全。然而，如果运行程序的特定信息被确定并且用于使驱动单元的运行模式更有效，则这将是可能的。已经认识到，运行程序的规律重复模式的知识可以用于降低驱动单元的功耗，特别是在运行程序中断的情况下。

通常可以通过一个或多个不同控制信号的规律系列来描述运行程序的重复模式。两个连续控制信号之间的持续时间在此通常称为驱动单元的循环持续时间。连续控制信号可以是用于驱动装置的两个直接连续控制信号，也可以是用于驱动装置的两个控制信号，但在这两个控制信号之间可以从时间角度观察到其他控制信号。例如，术语“循环”是指驱动单元的循环。

本发明利用以下认识：驱动装置在正常运行过程中循环工作，即在循环持续时间的间隔中，需要控制信号（即，传送元件的运动，特别是转盘旋转特定角度）来实现。如果超过循环持续时间，则存在正常运行过程的中断，并且驱动装置被设置为待机运行模式，其中驱动装置的电源被中断。例如，驱动装置可以完全或部分切断电源电压供应，并且因此最终可以停用。在待机运行模式中，驱动装置的电力部件尤其可以切断电源。然后可以例如中断驱动装置的电动机的电流馈送。

一方面，电源的中断降低了电力消耗，甚至完全取消了电力消耗。除了降低能耗之外，这还使驱动装置以及驱动单元的加热更小。因此显着提高了驱动单元的效率和使用寿命。另一方面，电源的中断还提供了驱动单元或驱动装置的更安全的操作，例如，可以有效地抑制传送元件的不希望的运动。此外，由于驱动装置原则上也是在接收驱动信号时由于中断的电源而不能驱动传送元件，因此可以在很大程度上排除故障。

用户接口可以是任何所需的有线或无线接口，以连接驱动单元，例如，与其相关的控制器或者甚至是包括多个机器或驱动单元的单元的控制器。因此，驱动单元的操作可以根据用户编程的运行程序通过该控制器以自动方式运行。

特别地，底座控制装置可以是用于驱动装置的可控放大器。此外，底座控制装置可以集成在驱动装置中。然而，底座控制装置也可以与驱动装置分开形成，其中用于驱动装置的放大器能够集成在其中。

从权利要求、说明书和附图中可以看出有利的实施例。

根据一个实施例，底座控制装置还适于根据接收到的多个控制信号，特别是及时连续直接接收到的（received directly after one another in time）多个控制信号来确定循环持续时间。因此，驱动单元能够自学习循环持续时间（“示教”）。例如，这可以确定为任何控制信号之间的最大、最小或平均持续时间。然而，另外，还可以评估控制信号的相应内容并将其用于确定循环持续时间。以这种方式，例如，可以确定循环持续时间，在某种程度上使得仅使用那些具有用于驱动装置的相应驱动信号作为内容的控制信号。

或者，除了根据接收到的控制信号确定循环持续时间外，还可以根据传送元件的位置来确定循环持续时间。在此，底座控制装置可以适于根据传送元件的多个检测到的位置，特别是及时连续直接检测到的（detected directly after one another in time）位置来确定循环持续时间。传送元件的位置不一定必须通过相关联的传感器或检测器来确定，而是也可以根据驱动装置或驱动装置的发动机的任何状态信息来确定（例如，发动机轴的角位置）。

循环持续时间的确定也可以根据循环持续时间的多个单独值来进行，例如通过对单独值进行平均。

根据另一实施例，底座控制装置可在永久运行模式下运行，其中底座控制装置独立于循环持续时间以全运行模式运行驱动装置。永久运行模式可以是例如在教学循环持续时间所需的时间内被激活。可以通过用户接口或通过单独的界面例如开关设置永久运行模式。

此外，驱动单元可以适应不同的运行程序，每个运行程序的特征在于不同的循环持续时间。因此，底座控制装置可以自动识别与先前运行程序的偏差，并且可以切换到永久运行模式以再次确定循环持续时间。如果已成功确定循环持续时间，则底座控制装置可由根据本发明开关切换进入待机运行模式的情况再次切换到常规全运行模式。

循环持续时间可以通过用户接口（例如，通过操作员接口）或通过单独的接口设置。确定周期持续时间的任何错误，其可能只在特定的操作场景中不可预见地出现，例如因此可以手动删除。

根据另一实施例，驱动单元具有输出接口，其适于输出驱动装置的状态信号，其中状态信号包括关于驱动装置是处于全运行模式还是处于待机运行模式的信息。特别地，状态信号可以由与驱动单元通信的更高级控制来考虑，例如，对于传输的控制信号与传送元件的实际进行移动之间的延迟。

根据优选实施例，底座控制装置适于待机运行模式，以响应于控制信号的接收将驱动装置从待机运行模式切换到全运行模式。因此，底座控制装置不必接收单独的“唤醒”命令以将驱动装置切换到全运行模式。相反，接收到任何想要的控制信号或用于驱动装置的控制信号就足以自动将驱动装置切换到全运行模式。由此清楚的是，驱动单元可以完全自主地处理全运行模式和待机运行模式之间的变化。因此，驱动单元可以以适于运行程序的方式（也可以在运行程序中断，即独立于单独的更高层次控制切换命令的情况下）在全运行模式和待机运行模式之间以高效的方式来回独立变化。然而，这种切换命令自然可以另外提供并根据需要加以考虑。

根据另一实施例，筒形凸轮的驱动槽具有至少一个锁定路径，其中驱动装置能够包括电动异步电动机。锁定路径的优点在于，当驱动装置的电源中断时，也保持传送元件的位置。然而，也可以想到可自由编程的变型，特别是对于筒形凸轮的直接驱动（即，驱动槽不具有锁定路径，而是例如恒定的间距），例如通过制动装置或运动抑制装置在驱动装置中断电源时保持传送元件相应的位置。驱动装置在此也可以包括电动同步电动机。

本发明的目的还通过一种操作具有传送元件特别是转盘的驱动单元的方法来满足，该传送元件具有至少一个接合到筒形凸轮的驱动槽中的夹带器，并且驱动具有电驱动装置。接收用于驱动单元的至少一个控制信号。根据控制信号将驱动信号输出到驱动装置。响应于驱动信号，驱动装置驱动筒形凸轮进行旋转运动并因此驱动传送元件。驱动装置选择性地在全运行模式下操作，或者如果在输出驱动信号之后并且在驱动单元的循环持续时间过去之后没有接收到控制信号，则将其设置为待机运行模式，其中驱动装置的电源中断。

循环持续时间可以基于多个接收到的控制信号特别是连续直接接收到的控制信号确定，和/或基于传送元件的多个检测到的位置特别是及时连续直接检测到的位置确定。例如，可以基于在连续接收到的多个控制信号之间的持续时间来确定循环持续时间。测量的平均值或最大值，例如10，因此，持续时间定义可以为循环持续时间。还可以使用包括在控制信号中的驱动信息。可以想到的是，在确定循环持续时间的基础上考虑传送元件的驱动过程的各个持续时间。为此目的，可以测量或检测传送元件的位置，这里也可以在传送元件的多个连续移动过程（位置变化）之间设想平均值形成或最大值形成。应当理解，可以使用技术人员熟悉的方法来确定循环持续时间，并且这些方法在统计上被激励用于可靠地确定时间模式，例如离异常值的距离，异常值与平均值相差很大。

根据优选实施例，循环持续时间包括安全裕量，以补偿确定循环持续时间的不定因素或防止驱动装置置切换到待机运行模式过早。安全裕量可以是所确定的循环持续时间的百分之一到百分之十，优选百分之五。

作为示例，循环持续时间可以包括驱动时间、停顿时间和安全裕量。驱动时间是在驱动信号输出到驱动装置之后所需的持续时间，用于在起始位置和目标位置之间传送位置的移动（即，开始、继续行进和制动）。仅通过示例，驱动时间可以达到一秒。停顿时间是为了位于传送元件上的物体的外部加工提供的持续时间。仅通过示例，停顿时间可以达到1.5秒。因此，驱动时间和停顿时间之和为2.5秒。安全裕量可达此持续时间的5％，即0.125秒。因此产生总共2.625秒的循环持续时间。根据本发明，在输出驱动信号之后并且经过循环持续时间之后，切换到待机运行模式。如果根据循环运行程序，在循环持续时间之前接收到另一控制信号，则不会发生这种情况。

根据另一实施例，以规律或不规律的时间间隔再次确定循环持续时间。在此考虑到的情况是，循环持续时间可以通过所有方式变化。然而，驱动单元可以相应地调整。然而，也可以想到循环持续时间是恒定的。在后一种情况下，循环持续时间的一次性确定就足够了，并且出于效率的原因可以省去规律或不规律的新确定。循环持续时间也可以由用户设定，在这种情况下，可以完全省去循环持续时间的自动确定。

根据另一实施例，输出的驱动装置的状态信号，包括关于驱动装置是处于全运行模式还是处于待机运行模式的信息。此外，响应于控制信号的接收，驱动装置可以从待机运行模式切换到全运行模式。

附图说明

下面将参照附图仅通过示例的方式解释本发明。

图1示出了根据本发明的驱动单元的示意图。

具体实施方式

驱动单元10——这里特别是旋转分度台——包括传送元件，该传送元件构造为转盘12，并且可绕垂直于图面延伸的轴线A旋转。转盘12具有多个夹带器14，夹带器14沿圆周方向分布并且根据转盘12的旋转位置接合到垂直于轴线A可旋转的筒形凸轮18的驱动槽中。

驱动单元10还包括电驱动装置20，电驱动装置20具有机械地联接到筒形凸轮18的电动机22。驱动装置20电连接到底座控制装置24。

底座控制装置24适于从操作者可编程的用户接口26接收用于驱动单元10的操作的控制信号，并且将驱动信号输出到驱动装置20或根据接收到的控制信号向其施加所需的电流。

驱动装置20适于驱动筒形凸轮18以进行旋转运动，并因此响应于驱动信号以驱动转盘12。

根据开关装置30的开关位置电连接到电动机22的电源28被提供用于电动机22的操作。开关装置30的开关位置由底座控制装置24控制。

底座控制装置24适于选择性地在全运行模式下操作驱动装置20，其中开关装置30的开关关闭，或者如果在输出驱动信号之后并且在经过循环持续时间10之后没有接收到控制信号，将其设定为待机运行模式，其中开关装置30的开关打开并且因此中断驱动装置20的电动机22的电力供应。可以通过用户接口26和/或通过单独的输出接口34读取相应的当前运行模式。

可以根据多个接收到的控制信号特别是通过用户接口26及时连续接收到的控制信号，和/或根据多个检测到的转盘12位置特别是通过位置传感器32及时连续直接检测到的转盘12位置，由底座控制装置24确定循环持续时间。为此，底座控制装置24可以具有计算装置（未示出），计算装置具有时间测量模块，并且底座控制装置24可以具有用于存储确定循环持续时间的存储器。底座控制装置24通常可以是可控放大器。

附图标记列表

10 驱动单元

12 转盘

14 夹带器

16 驱动槽

18 筒形凸轮

20 驱动装置

22 电动机

24 底座控制装置

26 用户接口

28 电源

30 开关装置

32 位置传感器

34 输出接口

A 轴

Claims (13)

1.一种驱动单元，其具有传送元件，特别是转盘（12），所述传送元件具有至少一个接合到筒形凸轮（18）的驱动槽（16）中的夹带器（14），所述驱动单元具有电驱动装置（20）并且具有底座控制装置（24），

其中，底座控制装置（24）适于从操作者可编程的用户接口（26）接收用于所述驱动单元的操作的控制信号，并根据接收到的控制信号将驱动信号输出到所述驱动装置（20）；

其中，所述驱动装置（20）适于驱动所述筒形凸轮（18）进行旋转运动，并因此响应于所述驱动信号驱动所述传送元件（12）；和

其中，所述底座控制装置（24）还适于在全运行模式下选择性地操作所述驱动装置（20），或者如果在输出驱动信号之后并且在所述驱动单元经过循环持续时间之后没有接收到控制信号，将其设置为待机运行模式，其中所述驱动装置（20）的电源被中断。

2.根据权利要求1所述的驱动单元，

其特征在于，

所述底座控制装置（24）还适于根据多个接收到的控制信号，特别是及时连续直接接收到的控制信号确定所述循环持续时间。

3.根据权利要求1或2所述的驱动单元，

其特征在于，

所述底座控制装置（24）还适于根据所述传送元件（12）的多个检测到的位置，特别是及时连续直接检测到的位置确定所述循环持续时间。

4.根据前述权利要求中的任意一项所述的驱动单元，

其特征在于，

所述底座控制装置（24）可在永久运行模式下运行，其中所述底座控制装置（24）独立于所述循环持续时间以全运行模式运行所述驱动装置（20）。

5.根据前述权利要求中的任意一项所述的驱动单元，

其特征在于，

所述循环持续时间可由所述用户接口（26）设定。

6.根据前述权利要求中的任意一项所述的驱动单元，

其特征在于，

所述驱动单元具有输出接口（34），其适于输出所述驱动装置（20）的状态信号，其中所述状态信号包括关于所述驱动装置（20）是处于全运行模式还是处于待机运行模式的信息。

7.根据前述权利要求中的任意一项所述的驱动单元，

其特征在于，

所述底座控制装置（24）适于响应于控制信号的接收，在所述待机运行模式下将所述驱动装置（20）由所述待机运行模式切换到所述全运行模式。

8.根据前述权利要求中的任意一项所述的驱动单元，

其特征在于，

所述筒形凸轮（18）的所述驱动槽（16）具有至少一个锁定路径；并且其中所述驱动装置（20）包括电动异步电动机。

9.一种操作驱动单元的方法，所述驱动单元具有传送元件，特别是转盘（12），所述传送元件具有至少一个接合到筒形凸轮（18）的驱动槽（16）中的夹带器（14），并且所述驱动单元具有电驱动装置（20），

其中，接收用于所述驱动单元的至少一个控制信号，并且根据所述控制信号将驱动信号输出到所述驱动装置（20）；

其中，所述驱动装置（20）驱动所述筒形凸轮（18）进行旋转运动，并且因此响应于所述驱动信号驱动所述传送元件（12）； 和

其中，所述驱动装置（20）选择性地在全运行模式下运行，或者如果在输出驱动信号之后并且在所述驱动单元的循环持续时间过去之后没有接收到控制信号，所述驱动装置（20）设置为待机运行模式，其中所述驱动装置（20）的电源被中断。

10.根据权利要求9所述的方法，

其特征在于，

根据多个接收到的控制信号，特别是连续直接接收到的控制信号确定所述循环持续时间，和/或根据所述传送元件（12）的多个检测到的位置，特别是及时连续直接检测到的位置确定所述循环持续时间。

11.根据权利要求9或10所述的方法，

其特征在于，

所述循环持续时间包括安全裕量，特别是安全容量为所述循环持续时间的1％至10％，优选为5％。

12.根据权利要求9至11中任意一项所述的方法，

其特征在于，

以规律或不规律的时间间隔再次确定所述循环持续时间。

13.根据权利要求9至12中任意一项所述的方法，

其特征在于，

响应于控制信号的接收，所述驱动装置（20）由所述待机运行模式切换到所述全运行模式。