CN109954829A - 拉钉机的控制方法 - Google Patents

Abstract

一种拉钉机的控制方法，包含下列步骤：A、控制拉钉机的驱动装置，使其转动件沿一第一转动方向转动，以带动夹持机构拉动工件朝一第一方向移动，并侦测一拉钉负载代表参数；B、由所侦测的拉钉负载代表参数的变化，取得夹持机构拉断工件的身部的一拉钉时间；C、使转动件沿一第二转动方向转动一退钉时间后停止转动，以带动该夹持机构朝该第二方向移动，以退出工件被拉断的部位。藉此，可以自动将工件身部被拉断的部位退出。

Description

拉钉机的控制方法

技术领域

本发明是与电动工具有关；特别是指一种拉钉机的控制方法。

背景技术

拉钉机用以拉动工件(例如拉钉)，在工件变形且断裂后，作为固定二个对象的固定件。现有的拉钉机包含有一夹持机构、一驱动装置与一控制开关。夹持机构供夹持工件，驱动装置具有一转动件连接夹持机构，且驱动装置受控制开关控制而使转动件为正转或反转，藉以带动夹持机构拉动或释放工件。人员在操作现有的拉钉机时，是操作控制开关为拉钉模式，使转动件正转，以使夹持机构拉动工件，此后，人员必须凭着感觉来判断工件是否被拉断，例如，聆听工件是否有被拉断的声音，或者感觉拉钉机是否可移开原位。当判断工件被拉断后，再操作控制开关为退钉模式，使转动件反转，以使夹持机构退出工件被拉断的部位。

在工件被拉断至操作控制开关为退钉模式的期间，由于人员的反应有所延迟，将会使转动件继续转动一段时间，如此将会造成电力及时间的浪费。此外，当所需拉动的工件数量很多时，人员必须重复操作控制开关为拉钉模式及退钉模式，如此将使得工作效率无法提升。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种拉钉机的控制方法，可在拉断工件后自动将工件被拉断的部位退出。

为了达成上述目的，本发明提供的一种拉钉机的控制方法，其中该拉钉机包括一夹持机构与一驱动装置，该夹持机构用以夹持工件的一身部，该驱动装置具有一转动件用以带动该夹持机构移动，该驱动装置受控制而使该转动件沿相反的一第一转动方向与一第二转动方向的一个转动，以带动该夹持机构沿相反的一第一方向与一第二方向往复移动；该控制方法包含下列步骤：A、控制该驱动装置，使该转动件沿该第一转动方向转动，以带动该夹持机构朝该第一方向移动，并侦测一拉钉负载代表参数；B、由所侦测的该拉钉负载代表参数的变化，取得该夹持机构拉断工件的身部的一拉钉时间；C、控制该驱动装置，使该转动件沿该第二转动方向转动，以带动该夹持机构朝该第二方向移动，且在该转动件沿该第二转动方向转动的时间达到一退钉时间后，控制该驱动装置使该转动件停止转动，其中该退钉时间不小于该拉钉时间。

本发明的有益效果在于：通过侦测拉钉负载代表参数的变化判断夹持机构拉断工件的身部的时间，并控制夹持机构退钉的时间，以自动将工件身部被拉断的部位退出。

附图说明

图1为本发明第一优选实施例的拉钉机的方块图。

图2为上述优选实施例的拉钉机在拉动工件过程中，转动件的转速与时间的关系的示意图。

图3上述优选实施例的拉钉机的控制方法的流程图。

图4为本发明第二优选实施例的拉钉机的方块图。

图5为上述优选实施例的拉钉机在拉动工件过程中，马达的电流与时间的关系的示意图。

图6上述优选实施例的拉钉机的控制方法的流程图。

图7为本发明第三优选实施例的拉钉机的方块图。

【符号说明】

[本发明]

100 拉钉机

10 夹持机构

20 驱动装置 22 转动件 24 马达

242 转轴 244 壳体 246 磁性件

26 导螺杆

30 转速侦测器

40 开关

50 控制模块

200 件

201 钉头 202 钉杆 203 帽身

204 帽缘

300 目标物

400 拉钉机

60 电流侦测器

500 拉钉机

70 震动传感器

B 电源

D1 第一方向

D2 第二方向

P1 第一参数值

P2 第二参数值

P3 第三参数值

R1 第一转动方向

R2 第二转动方向

S1 第一转速

S2 第二转速

S101、S102、S103 步骤

S201、S202、S203 步骤

T1 拉钉时间

T2 退钉时间

t0～t4 时间点

具体实施方式

为能更清楚地说明本发明，现举优选实施例并配合附图详细说明如后。请参图1所示，为本发明第一优选实施例的拉钉机100，包含一夹持机构10、一驱动装置20、一以转速侦测器30为例的拉钉负载代表参数侦测器、一开关40、一控制模块50与一电源B，其中：

夹持机构10供夹持工件200，前述的工件200是以拉钉为例，其具有一身部与一帽部，身部具有一钉头201与一钉杆202，帽部具有一帽身203与一帽缘204，夹持机构10受带动而可沿相反的一第一方向D1与一第二方向D2往复移动，其中，在工件200的钉杆202穿入夹持机构10后，夹持机构10沿第一方向D1移动时，夹紧并拉动工件200的钉杆202，夹持机构10沿第二方向D2移动时，退出工件200的钉杆202。

驱动装置20包括一转动件22，转动件22用以带动夹持机构10移动，驱动装置20受控制而使转动件22沿相反的一第一转动方向R1与一第二转动方向R2的一个转动，其中转动件22沿第一转动方向R1转动时，带动夹持机构沿第一方向D1移动，转动件22沿第二转动方向R2转动时，带动夹持机构10沿第二方向D2移动。

本实施例中，驱动装置20包含有一马达24，马达24的转轴242连接一导螺杆26，导螺杆26连接夹持机构10，马达24受控制而使其转轴242带动导螺杆26转动，进而带动夹持机构10移动。马达24为无刷马达，其壳体244内部设置有至少一磁性件246(即转子的永久磁铁)且随着转轴242而转动。驱动装置20的转动件22包括了可转动的构件，包括转轴242及导螺杆26。实际上，转动件22电可以包含转轴242与导螺杆26之间的连轴器(图未示)或减速机(图未示)等可转动的构件。转动件22的任意构件的任意位置，也可以设置其它的磁性件，重要的是磁性件随着转动件转动。

转速侦测器30设置于驱动装置20，用以侦测转动件22的转速，转速侦测器30所侦测的转速即为本实施例的拉钉负载代表参数。本实施例中，转速侦测器30为一磁感应元件(例如霍尔传感器)设置于马达24的壳体244且对应磁性件246的转动路径。

开关40电性连接控制模块50，且开关40受使用者触动而产生一启动信号。

控制模块50电性连接驱动装置20的马达24及转速侦测器30，用以依据启动信号控制马达24使转动件22沿第一转动方向R1或第二转动方向R2转动。

电源B连接控制模块50，且通过控制模块50电性连接驱动装置20的马达24、转速侦测器30，以提供拉钉机100的各构件所需的电力。前述的电源B可为电池，或变压器。

图2所示者为图1的拉钉机100在拉动工件200过程中，转动件22(以转轴242为例)的转速与时间的关系的示意图，也就是本实施例的拉钉负载代表参数与时间的变化关系。图1中是将夹持机构10的前端靠近工件200的帽缘204后侧面，使帽身203穿过目标物300(以二个板件为例)且帽缘204前侧面贴于目标物300上。图2中时间点t0为转轴242开始以一第一转速S1沿第一转动方向R1转动的时间点。时间点t0至时间点t1，为夹持机构10刚拉动工件200且工件200尚未夹持目标物300前的转速(即空载或接近空载的转速)，此时，使得转速为最高。在时间点t1时，夹持机构10逐渐拉动工件200的钉杆202，使钉头201往后推挤帽身203，转速开始呈现下降(斜率变化为负斜率)。时间点t2时，夹持机构10持续拉扯钉杆202，转速开始呈稳定下降状态，并且帽身203受钉头201推挤而持续往径向扩张变形，此时为拉钉成功，其中，在时间点t2时，转速约为时间点t0～t1的转速的85～95％，在此定义时间点为t2时的转速为一第一参数值。在时间点t3时，转速最低，其转速约为时间点t0～t1的转速的60～80％(依不同工件200的钉杆202的软硬度不同而有差异)，在此定义时间点为t3时的转速为一第二参数值，代表工件200的钉杆202被拉断或即将断裂，而后转速开始提升(斜率变化为正斜率)。在时间点t4时，确认工件200完全被拉断，在时间点t4时的转速约为时间点t0～t1的转速的85％以上至100％，在此定义时间点为t4时的转数为一第三参数值。而后即可控制转轴242以一第二转速S2沿第二转动方向R2反转退钉。

通过上述的原理，本领域普通技术人员即可进行本实施例的拉钉机100的控制方法，其包含图3所示的下列步骤：

步骤S101，控制模块50在接收到启动信号后，控制驱动装置20的马达24，使转轴242以第一转速S1沿第一转动方向R1转动，带动夹持机构10朝第一方向D1移动以拉动工件200的钉杆202。

在马达24运转的过程中，控制模块50通过转速侦测器30持续侦测转轴242的转速(即本实施例拉钉负载代表参数)，并对转轴242的转速持续取样。本实施例中是以侦测马达24的转轴242的转速为例，但不以此为限，转速侦测器30也可以侦测在转动件22的任一位置上所设置的磁性件，而得到对应的转速，例如，磁性件设置于导螺杆26上则可侦测导螺杆26的转速，转动件22不同部位的转速与拉钉过程中时间的对应关系皆相同，只是转速值不同而已。

步骤S102，由所侦测的转速的变化，取得该夹持机构10拉断工件200的身部的一拉钉时间T1(图2参照)。本实施例中，随着夹持机构10逐渐夹紧工件200的身部，所测得的转速会由第一转速开始下降，而控制模块50在转速侦测器30所侦测的转速为该第一参数值P1(该第一转速的85～95％之间)时开始计时。当转速降至第二参数值P2(第一转速的80％以下)，而后回升至第三参数值P3(第一转速的85～100％)时控制模块50即可判断为工件200的身部已被拉断而停止计时，以取转速由第一参数值P1经第二参数值P2再变化至第三参数值P3的时间，并设定为该拉钉时间T1。再依据该拉钉时间T1产生一退钉时间T2，其中该退钉时间T2不小于该拉钉时间T1。本实施例中，该退钉时间T2的计算方式为该拉钉时间T1加上一补偿时间，该补偿时间为1秒以内，补偿时间的作用为补偿夹持机构10在夹持工件200的身部的初期(即图2中时间点t1～t2)的时间误差。实际上，该退钉时间T2也可以等于该拉钉时间T1。

本实施例中，在步骤S102中包含侦测转轴242的转速为该第二参数值P2时，将此时该转动件22的转速设定为一第三转速。在其它实施例中，若采用其它非转速的负载拉钉参数(例如马达所消耗的电流)，则是在负载拉钉参数为第二参数值P2时，侦测该转动件22的转速并设定为第三转速。

步骤S103，控制该驱动装置，使该转动件沿该第二转动方向转动，以带动该夹持机构朝该第二方向移动，且在该转动件沿该第二转动方向转动的时间达到该退钉时间T2后，控制该驱动装置使该转动件停止转动。本实施例中，控制模块50控制马达24，使转轴242以第二转速S2沿第二转动方向R2转动，以带动夹持机构10朝第二方向移动。转动的时间达到该退钉时间T2后即可确保工件200身部被拉断的部位可退出夹持机构10。该第二转速不大等该第一转速，本实施例中，该第二转速为该第一转速与该第三转速之和的一半以上。实际上，在步骤S102中也可以不侦测第三转速，直接以第一转速的一预定倍率设定为第二转速，其中该预定倍率可为60～100％。

若电源是电池时，其电压将会随着使用次数增加而减少，若电池电压降低，而使得第一转速降低时，由于反转时的第二转速是以第一转速为基础而设定，可避免第二转速为固定值时，反转的转速无法提升至固定的第二转速的缺失。

由上述可知，本实施例的拉钉机100的控制方法，可直接通过转动件22的转速判断夹持机构10拉断工件200的时机，并控制夹持机构退钉，达到确保工件200身部被拉断的部位可以退出夹持机构10的目的，避免拉断的部位无法完全退出。

图4所示为本发明第二优选实施例的拉钉机400，其是以第一实施例的结构为基础，还包括一以电流侦测器60为例的拉钉负载代表参数侦测器，电流侦测器60设置于马达的电力输入的连接线上，用以侦测马达所消耗的电流，本实施例的拉钉负载代表参数即为马达消耗的电流。

请配合图5为马达消耗的电流与时间的关系，图5中时间点t0为转轴242开始以一第一转速S1沿第一转动方向转动的时间点。时间点t0至时间点t1，为夹持机构10刚拉动工件200且工件200尚未夹持目标物300前的电流(即空载或接近空载的电流)，此时，使得电流为最低，定义为一初始电流。在时间点t1时，夹持机构10逐渐拉动工件200的钉杆202，使钉头201往后推挤帽身203，马达24的负载增加，电流开始呈现上升(斜率变化为正斜率)。时间点t2时，夹持机构10持续拉扯钉杆202，电流开始呈稳定上升状态，并且帽身203受钉头201推挤而持续往径向扩张变形，此时为拉钉成功，其中，在时间点t2时，电流约为初始电流的105～115％，在此定义时间点为t2时的电流为一第一参数值P1。在时间点t3时，电流最高，其电流约为初始电流的120～140％(依不同工件200的钉杆202的软硬度不同而有差异)，在此定义时间点为t3时的电流为一第二参数值P2，代表工件200的钉杆202被拉断或即将断裂，而后电流开始下降(斜率变化为负斜率)。在时间点t4时，确认工件200完全被拉断，在时间点t4时的电流约为初始电流的100～115％，在此定义时间点为t4时的电流为一第三参数值P3。而后即可控制转轴242以一第二转速S2沿第二转动方向R2反转退钉。

本实施例的控制方法，其包含图6所示的下列步骤：

步骤S201，控制模块50在接收到启动信号后，控制驱动装置20的马达24，使转轴242以第一转速S1沿第一转动方向R1转动，带动夹持机构10朝第一方向D1移动以拉动工件200的钉杆202。

在马达24运转的过程中，控制模块50通过电流侦测器60持续侦测马达24所消耗的电流(即本实施例拉钉负载代表参数)，并对电流取样。时间点t0～t1(空载时)马达24所消耗的电流为初始电流。

步骤S202，由所侦测的电流的变化，取得该夹持机构10拉断工件200的身部的一拉钉时间T1(图5参照)。本实施例中，随着夹持机构10逐渐夹紧工件200的身部，所测得的电流会由初始电流变化为第一参数值P1，再变化至第二参数P2，而后变化至第三参数值P3时控制模块50即可判断为工件200的身部已被拉断而停止计时，以取电流由第一参数值P1经第二参数值P2再变化至第三参数值P3的时间，并设定为拉钉时间T1。再依据该拉钉时间T1产生退钉时间T2，其中该退钉时间T2不小于该拉钉时间T1。

步骤S203，控制该驱动装置，使该转动件沿该第二转动方向转动，以带动该夹持机构朝该第二方向移动，且在该转动件沿该第二转动方向转动的时间达到该退钉时间T2后，控制该驱动装置使该转动件停止转动。藉此，同样可以达到确保工件200身部被拉断的部位退出夹持机构10。

图7为本发明第三优选实施例的拉钉机500，其具有大致相同于第二实施例的结构及大致相同的控制方法，不同的是，本实施例的拉钉负载代表参数侦测器为震动传感器70，用以转动件转动的过程中所产生的震动，本实施例的拉钉负载代表参数为震动的程度。拉钉负载代表参数侦测器也可以为一拾音器，转动件转动的过程中震动所产生的声音。本实施例的拉钉负载代表参数的变化趋势与图2的时间点t0～t4的变化趋势类似，藉此，同样可以进行本发明拉钉机的控制方法。

在一实施例中，负载参数侦测器也可以为一电压侦测器，用以侦测电源B(以电池为例)的电压，拉钉负载代表参数即为电池的电压。拉钉负载代表参数的变化趋势与图2的时间点t0～t4的变化趋势类似，同样可以进行本发明拉钉机的控制方法。

在一实施例中，负载参数侦测器也可以为一扭力侦测器(例如应变规)，用以转动件所受的扭力，拉钉负载代表参数即为扭力侦测器所得的扭力。拉钉负载代表参数的变化趋势与图5的时间点t0～t4的变化趋势类似，同样可以进行本发明拉钉机的控制方法。

据上所述，发明的拉钉机的控制方法，可通过侦测拉钉负载代表参数的变化判断夹持机构10拉断工件200的时间，并控制夹持机构退钉的时间，以自动将工件被拉断的部位退出，并可确保工件200身部被拉断的部位可以退出夹持机构10，避免工件被拉断的部位无法完全退出。

以上所述仅为本发明优选可行实施例而已，但凡应用本发明说明书及权利要求所为的等效变化，理应包含在本发明的权利要求的保护范围内。

Claims (11)

1.一种拉钉机的控制方法，其中，该拉钉机包括一夹持机构与一驱动装置，该夹持机构用以夹持工件的一身部，该驱动装置具有一转动件用以带动该夹持机构移动，该驱动装置受控制而使该转动件沿相反的一第一转动方向与一第二转动方向的一个转动，以带动该夹持机构沿相反的一第一方向与一第二方向往复移动；该控制方法包含下列步骤：

A、控制该驱动装置，使该转动件沿该第一转动方向转动，以带动该夹持机构朝该第一方向移动，并侦测一拉钉负载代表参数；

B、由所侦测的该拉钉负载代表参数的变化，取得该夹持机构拉断工件的身部的一拉钉时间；

C、控制该驱动装置，使该转动件沿该第二转动方向转动，以带动该夹持机构朝该第二方向移动，且在该转动件沿该第二转动方向转动的时间达到一退钉时间后，控制该驱动装置使该转动件停止转动，其中该退钉时间不小于该拉钉时间。

2.如权利要求1所述的拉钉机的控制方法，其中该退钉时间为该拉钉时间加一补偿时间，该补偿时间为1秒以内。

3.如权利要求1所述的拉钉机的控制方法，其中步骤A中是使该转动件以一第一转速沿该第一转动方向转动；步骤C中是使该转动件以一第二转速沿该第一转动方向转动，其中，该第二转速不大于该第一转速。

4.如权利要求3所述的拉钉机的控制方法，其中步骤B中该拉钉负载代表参数的变化由一第一参数值改变为一第二参数值而后又改变为一第三参数值，其中，该拉钉负载代表参数由该第一参数值变化至该第二参数值的斜率变化为正斜率与负斜率之中的一个，由该第二参数值变化至该第三参数值的斜率变化为正斜率与负斜率之中的另一个；步骤B中包含侦测该拉钉负载代表参数为该第二参数值时该转动件的转速并设定为一第三转速；步骤C中，该第二转速为该第一转速与该第三转速之和的一半以上。

5.如权利要求4所述的拉钉机的控制方法，其中该拉钉负载代表参数为该转动件的转速；该拉钉负载代表参数由该第一参数值变化至该第二参数值的斜率变化为负斜率，由该第二参数值变化至该第三参数值的斜率变化为正斜率。

6.如权利要求5所述的拉钉机的控制方法，其中该第一参数值为该第一转速的85～95％之间；第二参数值为该第一转速的80％以下；该第三参数值为该第一转速的85～100％之间；步骤B中，是取该转动件的转速由该第一参数值降低到该第二参数值而后又回升到第三参数值的时间为该拉钉时间。

7.如权利要求1所述的拉钉机的控制方法，其中步骤B中是依据该拉钉负载代表参数的变化，取得该拉钉负载代表参数由一第一参数值改变为一第二参数值而后又改变为一第三参数值的时间，并设定为该拉钉时间，其中，该拉钉负载代表参数由该第一参数值变化至该第二参数值的斜率变化为正斜率与负斜率之中的一个，由该第二参数值变化至该第三参数值的斜率变化为正斜率与负斜率之中的另一个。

8.如权利要求7所述的拉钉机的控制方法，其中该驱动装置包括一马达带动该转动件转动；该拉钉负载代表参数为该马达消耗的电流，该拉钉负载代表参数由该第一参数值变化至该第二参数值的斜率变化为正斜率，由该第二参数值变化至该第三参数值的斜率变化为负斜率；步骤A中该马达转动时消耗的电流为一初始电流；该第一参数值为该初始电流的105～115％之间，该第二参数值为初始电流的120％以上；该第三参数值为该初始电流的100～115％之间。

9.如权利要求1所述的拉钉机的控制方法，其中该拉钉机包括一电池；该驱动装置包括一马达带动该转动件转动，且该电池供应该马达所需的电力；该拉钉负载代表参数为该电池的电压。

10.如权利要求1所述的拉钉机的控制方法，其中该拉钉负载代表参数为该转动件所受的扭力。

11.如权利要求1所述的拉钉机的控制方法，其中该拉钉负载代表参数为该拉钉机的震动。