CN112020824A - 螺纹紧固装置用的伺服放大器 - Google Patents

Abstract

为了提供易于使伺服电动机停止在检测出目标转矩的位置的伺服放大器，在滤波器(101)与伺服控制部(103)之间设置切换开关(102)。在由转矩检测部(107)测定出的动作转矩超过目标转矩时，切换开关(102)将由电动机位置检测部(106)检测出的位置信息作为指令信号(S2)提供给伺服控制部(103)。

Description

螺纹紧固装置用的伺服放大器

技术领域

本公开涉及一种以目标转矩进行螺纹紧固的螺纹紧固装置用的伺服放大器。

背景技术

以往的螺纹紧固装置具有指令生成装置、伺服放大器以及螺纹紧固机。此外，螺纹紧固机包括伺服电动机，根据来自伺服放大器的指示信号而被进行旋转驱动。并且，伺服放大器包括转矩检测装置和伺服控制部。另外，在伺服放大器与指令生成装置之间包括滤波器。

而且，指令生成装置输出的指令经由滤波器被提供给伺服控制部。由此，伺服控制部基于整形后的指令对伺服电动机进行驱动控制。然后，在转矩检测装置检测出达到目标转矩时，伺服控制部对伺服放大器指示驱动停止。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭58-51084号公报

发明内容

然而，所述以往的螺纹紧固装置用的伺服放大器利用滤波器对来自指令生成装置的指令进行整形。一般地说，滤波器构成为包括如电容器等那样的延迟元件。因而，如图4所示，在来自指令生成装置的指令Y1与经过滤波器后的指令Y2之间产生偏差。因此，电动机的旋转位置相比于根据来自指令生成装置的指令信号原本旋转到的位置而言滞后。因而，电动机的实际的停止以比基于指令信号的本来的停止时间延迟的方式停止。即，在相比于检测出转矩达到规定值的位置(旋转角)而言过冲的位置(角度)停止。因而，具有以下问题：对螺纹牙等施加规定以上的力，其结果是，有可能导致螺纹牙等的破损。

本公开用于解决该问题，其目的在于提供一种易于使伺服电动机停止在检测出目标转矩的位置的伺服放大器。

为了达成此目的，本公开的一个方式所涉及的螺纹紧固装置用伺服放大器具有电动机位置检测部、滤波器、伺服控制部、转矩检测部以及伺服控制输入信号切换部。电动机位置检测部检测伺服电动机的位置信息。向滤波器提供指令生成装置的输出(指令信息)。伺服控制输入信号切换部设置在滤波器与伺服控制部之间。

伺服控制部以基于位置信息和经过滤波器后的指令信息所设定的动作转矩，来对伺服电动机进行伺服控制。转矩检测部测定动作转矩。

而且，在由转矩检测部测定出的动作转矩超过规定的目标转矩时，伺服控制输入信号切换部将由电动机位置检测部检测出的位置信息作为指令信号提供给伺服控制部。

附图说明

图1是使用了本公开的实施方式1中的伺服放大器的螺纹紧固装置的电路框图。

图2是示出本公开的实施方式1中的操作部的动作算法的流程图。

图3是示出本公开的实施方式1中的伺服控制部的指令与电动机位置之间的关系的说明图。

图4是示出来自指令生成装置的指令信号与滤波器后的指令之间的关系的说明图。

具体实施方式

下面对本实施方式中的螺纹紧固装置进行说明。

(实施方式1)

图1是使用了本公开的实施方式1的伺服放大器的螺纹紧固装置的电路框图。在图1中，螺纹紧固装置1包括指令生成装置100、伺服放大器10以及螺纹紧固部。指令生成装置100将所生成的指令信号输出到伺服放大器10。螺纹紧固部包括伺服电动机104，伺服电动机104通过伺服放大器10的输出而被进行驱动控制。而且，螺纹紧固部通过伺服电动机104的旋转来紧固螺纹等。此外，螺纹紧固部例如是转矩改锥(torque driver)。

在伺服电动机104中附设有编码器105。编码器105与伺服电动机104成一体化。编码器105对伺服电动机104的位置信息进行检测。编码器105为增量型，用于探测可动件(未图示)的角度。

伺服放大器10具有滤波器101、切换开关(伺服控制输入信号切换部)102、伺服控制部103、电动机位置检测部106以及转矩检测部107。向滤波器101输入由指令生成装置100生成的指令信号S1。指令信号S1经过滤波器101，由此指令信号S1中的滤波器101的衰减频带的频率的干扰噪声等衰减。转矩检测部107获取伺服电动机104的动作转矩。

切换开关102设置在滤波器101与伺服控制部103之间。而且，在直到由转矩检测部107检测出的伺服电动机104的转矩达到预先设定的目标转矩为止的期间，切换开关102向伺服控制部103提供指令信号S2。

电动机位置检测部106从编码器105获取伺服电动机104的位置信息后输出到伺服控制部103。然后，伺服控制部103根据被输入的指令信号S2和由电动机位置检测部106检测出的位置信息来计算用于驱动伺服电动机104的动作转矩。其结果是，伺服控制部103控制伺服电动机104的转矩，使得以计算出的动作转矩来驱动伺服电动机104。

转矩检测部107获取动作转矩，在获取值超过目标转矩的情况下，转矩检测部107向后述的操作部108输出转矩检测信号。

因此，在由转矩检测部107测定出的伺服电动机104的转矩超过目标转矩时，切换开关102将由电动机位置检测部106检测出的位置信息作为指令信号S2提供给伺服控制部103。根据此结构，向伺服控制部103提供的指令信号S2与由电动机位置检测部106检测出的位置信息为相同的值。因而，当探测到由转矩检测部107测定出的伺服电动机104的转矩超过目标转矩时，伺服控制部103驱动伺服电动机104，以保持由电动机位置检测部106检测出的位置。

根据此结构，能够抑制由于指令生成装置100的指令经过滤波器101而产生的伺服电动机104的控制的延迟的影响。因而，易于使伺服电动机104停止在检测出目标转矩的位置。

接着，进一步详细地说明伺服放大器10。伺服放大器10还具有操作部108。转矩检测部107在检测到所测定出的伺服电动机104的旋转转矩超过目标转矩的情况下，生成转矩检测信号，并向操作部108输出转矩检测信号。然后，操作部108在探测到转矩检测信号时，向切换开关102提供控制信号。然后，切换开关102在被输入该控制信号时，将由电动机位置检测部106检测出的位置信息作为指令信号S2提供给伺服控制部103。

如以上那样，伺服控制部103对伺服电动机104进行控制，但为了使伺服电动机104停止在伺服电动机104的旋转转矩达到目标转矩的位置，需要保持该位置。为此，伺服放大器10还具有存储器109。而且，操作部108在探测到转矩检测信号时，将来自电动机位置检测部106的位置信息作为停止目标位置存储到存储器109中。并且，操作部108读出存储在存储器109中的停止目标位置后将其提供给切换开关102。

根据此结构，切换开关102根据来自操作部108的控制信号，来将存储在存储器109中的停止目标位置作为指令信号S2提供给伺服控制部103。因而，在基于保存在存储器109中的伺服电动机104的停止目标位置得到的指令信号S2与当前的伺服电动机104的位置信息不同的情况下，伺服控制部103以根据停止目标位置和当前的位置信息计算出的动作转矩来进一步驱动伺服电动机104。而且，驱动伺服电动机104的结果是，伺服控制部103在根据从电动机位置检测部106输出的位置信息而探测到伺服电动机104到达停止目标位置时，停止驱动伺服电动机104。此外，伺服控制部103也可以在探测到从电动机位置检测部106输出的位置信息到达停止目标位置的附近的情况下，判定为伺服电动机104到达停止目标位置。在该情况下，伺服控制部103在判定为从电动机位置检测部106输出的位置信息相对于停止目标位置在规定的范围内的情况下，判定为伺服电动机104到达停止目标位置的附近。

根据以上的结构，伺服放大器10通过检测目标转矩而将伺服电动机104的位置信息作为停止目标位置存储到存储部109中，以该位置(停止目标位置)为目标位置来停止驱动伺服电动机104。由此，能够抑制由于指令生成装置100的指令经过滤波器101而产生的伺服电动机104的控制的延迟的影响，易于使伺服电动机104停止在检测出目标转矩的位置。

图2是示出伺服放大器10的动作算法的一例的流程图。即，如图2所示，伺服放大器10首先判断有无转矩检测信号(S11)，如果没有转矩检测信号(S11：无信号)，则向切换开关102指定滤波器101后的指令(S12)。如果有转矩检测信号(S11：有信号)，则将电动机位置信息作为停止目标位置存储到存储器109中(S13)。然后，向切换开关102指定存储器109内的停止目标位置(存储器位置信息)(S14)，判断伺服电动机104的位置信息是否在停止目标位置附近(S15)。如果伺服电动机104的位置信息不是在停止目标位置附近(S15：“否”)，则继续进行处理S15，如果伺服电动机104的位置信息在停止目标位置附近(S15：“是”)，则使伺服电动机104停止(S16)。

图3是示出伺服控制部103的指令与伺服电动机104的位置信息(电动机位置)之间的关系的说明图。即，根据伺服放大器10，当动作转矩达到目标转矩而产生转矩检测信号时，向伺服控制部103发出的指令X1被保持在此时的伺服电动机104的位置X2。由此，易于使伺服电动机104停止在检测出目标转矩的位置。

如以上那样，作为本公开中的技术的例示，说明了上述的实施方式。然而，本公开中的技术不限定于上述内容，还能够应用于适当进行了变更、置换、附加、省略等所得到的实施方式。另外，还能够将在实施方式中说明的各构成要素组合来形成新的实施方式。

如以上所说明的那样，第一方式所涉及的螺纹紧固装置用的伺服放大器(10)具有电动机位置检测部(106)、滤波器(101)、伺服控制部(103)、转矩检测部(107)以及伺服控制输入信号切换部(切换开关102)。电动机位置检测部(106)检测伺服电动机(104)的位置信息。向滤波器(101)提供指令生成装置(100)的输出。伺服控制部(103)以基于位置信息和经过滤波器(101)后的指令信号(S2)所设定的动作转矩，来对伺服电动机(104)进行伺服控制。转矩检测部(107)测定动作转矩。伺服控制输入信号切换部设置在滤波器(101)与伺服控制部(103)之间。在由转矩检测部(107)测定出的动作转矩超过规定的目标转矩时，伺服控制输入信号切换部将由电动机位置检测部(106)检测出的位置信息作为指令信号(S2)提供给伺服控制部(103)。

根据此方式，伺服控制部(103)检测出伺服电动机(104)的转矩达到规定值，被提供此时的伺服电动机(104)的位置信息作为指令信号(S2)，来停止驱动伺服电动机(104)。因而，伺服电动机(104)不是根据包含由于滤波器整形而产生的影响的指令信号来停止，而能够根据伺服电动机(104)的转矩来停止。因而，伺服电动机(104)不易受到相对于指令信号的控制的延迟的影响。其结果是，伺服控制部(103)易于使伺服电动机(104)的旋转停止在准确的停止位置。

关于第二方式所涉及的螺纹紧固装置用的伺服放大器(10)，在第一方式中，还具有操作部(108)，该操作部(108)在探测到转矩检测信号的输入时，将控制信号提供给伺服控制输入信号切换部。转矩检测部(107)在所测定出的动作转矩超过目标转矩的情况下，生成转矩检测信号。

关于第三方式所涉及的螺纹紧固装置用的伺服放大器(10)，在第二方式中，伺服控制输入信号切换部根据来自操作部(108)的控制信号，来将指令信号(S2)和位置信息中的某一个输出到伺服控制部(103)。

关于第四方式所涉及的螺纹紧固装置用的伺服放大器(10)，在第一～第三方式中的任一方式中，伺服控制部(103)基于指令信号(S2)与位置信息之差来控制伺服电动机(104)。

关于第五方式所涉及的螺纹紧固装置用的伺服放大器(10)，在第二或三方式中，还具有存储器(109)，该存储器(109)存储由电动机位置检测部(106)检测出的位置信息。操作部(108)在探测到转矩检测信号的情况下，将动作转矩达到目标转矩时的位置信息从存储器(109)提供给伺服控制输入信号切换部。

第二～第五方式所涉及的结构不是螺纹紧固装置用的伺服放大器(10)所必须的结构，能够适当省略。

产业上的可利用性

本公开的螺纹紧固装置用放大器能够高精度地对伺服电动机的位置进行停止控制，因此还能够应用于通过转矩法决定停止位置的自动螺纹紧固装置、自动线处理机等用途。

附图标记说明

10：伺服放大器；100：指令生成装置；101：滤波器；102：切换开关(伺服控制输入信号切换部)；103：伺服控制部；104：伺服电动机；105：编码器；106：电动机位置检测部；107：转矩检测部；108：操作部；109：存储器；S2：指令信号。

Claims (5)

1.一种螺纹紧固装置用的伺服放大器，具有：

电动机位置检测部，其检测伺服电动机的位置信息；

滤波器，指令生成装置的输出被提供给所述滤波器；

伺服控制部，其以基于所述位置信息和经过所述滤波器后的指令信号所设定的动作转矩，来对所述伺服电动机进行伺服控制；

转矩检测部，其测定所述动作转矩；以及

伺服控制输入信号切换部，其设置在所述滤波器与所述伺服控制部之间，在由所述转矩检测部测定出的所述动作转矩超过规定的目标转矩时，所述伺服控制输入信号切换部将由所述电动机位置检测部检测出的位置信息作为所述指令信号提供给所述伺服控制部。

2.根据权利要求1所述的螺纹紧固装置用的伺服放大器，其中，

还具有操作部，所述操作部在探测到转矩检测信号的输入时，将控制信号提供给所述伺服控制输入信号切换部，

所述转矩检测部在所测定出的所述动作转矩超过所述目标转矩的情况下，生成所述转矩检测信号。

3.根据权利要求2所述的螺纹紧固装置用的伺服放大器，其中，

所述伺服控制输入信号切换部根据来自所述操作部的所述控制信号，来将所述指令信号和所述位置信息中的某一个输出到所述伺服控制部。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的螺纹紧固装置用的伺服放大器，其中，

所述伺服控制部基于指令信号与所述位置信息之差来控制所述伺服电动机。

5.根据权利要求2或3所述的螺纹紧固装置用的伺服放大器，其中，

还具有存储器，所述存储器存储由所述电动机位置检测部检测出的位置信息，

所述操作部在探测到所述转矩检测信号的情况下，将所述动作转矩达到所述目标转矩时的所述位置信息从所述存储器提供给所述伺服控制输入信号切换部。

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