CN1172423C - 龙门起重机的冷却控制装置及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种测定了龙门起重机的线性电动机周围环境之后，当线性电动机过热时，能使用冷却扇和空气喷嘴来冷却起重机的装有线性电动机的起重机的冷却控制装置及其控制方法。本发明的冷却控制装置由下列各种部件组成：固定元件；可动元件；编码器；编码器周围的传感器部件；A/D转换部件；控制器；D/A转换部件；以及可动元件的激励器。
Description
本发明涉及装有线性电动机的龙门起重机的冷却控制装置及其冷却控制方法，特别是涉及能测定龙门起重机的线性电动机周围的环境，当过热时，能利用冷却扇和空气喷嘴来冷却龙门起重机的，装有线性电动机的龙门起重机的冷却控制装置及其冷却方法。
通常，表面安装装置(SMD)是用于在印刷电路板(PCB)上安装电子元件的装置。为在上述印刷电路板上安装表面安装用的部件，使用装备了拾取组件的X-Y龙门起重机，线性电动机可用作上述X-Y龙门起重机的驱动源。
图7为以往采用线性电动机的龙门起重机的简化透视图。以往的龙门起重机如图7所示，它由使用在很大的Y轴框架上的多台线性电动机10，和使用在X轴框架上的线性电动机20构成。
分别使用在Y轴框架上的线性电动机10，各自由固定元件11和可动元件12所组成。上述固定元件11由U字形的框架11a和以规定的间隔配置在上述U字形框架11a内部两侧的永久磁铁11b所构成。上述可动元件12则由一字形的框架12a，和以规定的间隔配置在一字形框架12a的底面上的多个线圈(图中未表示)之后，再用绝缘材料模制而成的线圈组12b所构成。
使用于设置在多个Y轴框架的线性电动机10的可动元件12上的X轴框架上的线性电动机20，是由与Y轴上的多个线性电动机10类似的固定元件21和可动元件22所组成的。上述固定元件21由U字形框架21a和多个永久磁铁21b组成，可动元件22则由一字形框架22a和布置了多个线圈(图中未表示)的线圈组22b所组成。
设置在多个Y轴框架的线性电动机10的可动件12上的在X轴框架上使用的线性电动机20，与Y轴的多个线性电动机10类似，由固定件21和可动件22构成。上述固定件21由“U”字形的框架21a和多个永久磁铁21b构成，可动件22由“一”字形的框架22a和配置了多个线圈(未示出)的线圈组22b构成。
在如此构成的X-Y龙门起重机中，在用于X轴框架的线性电动机20的可动元件22规定的部位上，设置了捡拾和放置元件用的拾取组件(图中未表示)。该拾取组件的向X轴方向的运动是借助于X轴线性电动机20的可动元件22而运动的，而向Y轴方向的运动是借助于多台Y轴线性电动机10的可动元件12而运动的。
上述拾取组件为了捡拾电子元件，把它放置在印刷电路板(图中未表示)上，借助于Y轴线性电动机10的可动元件12和X轴线性电动机20的可动元件22，可以在印刷电路板的上方沿着X-Y两个方向移动的同时，进行拾取和放置的动作。
为了使上述拾取组件在规定的方向上移动，需要长时间地使用Y轴线性电动机10和X轴线性电动机20。在长时间不断地驱动上述Y轴线性电动机10和X轴线性电动机20的情况下，分别在可动元件12、22上形成的线圈组12b、22b就会发热。由于在可动元件12、22中所形成的线圈组12b、22b是由多个线圈所组成的，当分别向这些线圈连续地供应驱动电源时，也会发热。
如上所述，因为以前没有另外的消除在Y轴多个线性电动机10和X轴线性电动机20中所产生的热量的方法，所以存在着由于线性电动机过负荷而使龙门起重机停止运转，或者发生误动作的问题。
本发明的目的是提供一种当龙门起重机的线性电动机发生过热时，为减小所产生的热量，可调整Y轴线性电动机和X轴线性电动机的速度降低的装有线性电动机的龙门起重机的冷却控制装置及冷却控制方法。
本发明的另一个目的是，提供一种当龙门起重机的线性电动机发生过热时，具有能驱动冷却装置使其冷却的线性电动机的龙门起重机的冷却控制装置及其冷却方法。
为达到上述目的，按照本发明的装有线性电动机的龙门起重机的冷却控制装置由下列各部件组成：装有第一温度传感器，在规定部位上分别设置了散热板和冷却扇的X轴和Y轴线性电动机的固定元件；装有第二温度传感器，在上面分别设置了散热板的X轴和Y轴线性电动机的可动元件；为检测可动元件的位置和速度用的编码器；为测定编码器周围的环境(温度、湿度、压力)用的编码器周围的传感器部件；接受第一和第二温度信号之后把它从模拟信号转换成数字信号而输出的A/D转换部件；调整从可动元件激励器输出的驱动信号，以调整X轴线性电动机和Y轴线性电动机的速度的控制器；将冷却扇的控制信号和空气阀的控制信号的数字信号转换成模拟信号的多个驱动信号的D/A转换部件；以及为向线圈组提供驱动信号用的可动元件的激励器。
本发明的装有线性电动机的龙门起重机的冷却控制方法由下列各步骤组成：使至少一个以上的可动元件移动的步骤(S11) 用温度传感器测定X轴和Y轴的固定元件的温度Txs、Tys的步骤(S12)用温度传感器测定X轴和Y轴的可动元件的温度Txm、Tym的步骤(S13)；将测定的固定元件和可动元件的温度Txs、Tys、Txm、Tym信息储存之后，将其大小与预先设定的温度比较值进行比较的步骤(S14)；控制器42在储存了温度Txs、Tys、Txm、Tym信息之后，将其与预先设定的温度比较值比较，当温度信息Txs、Tys、Txm、Tym的值比比较值高时，计算出与比较值之间的温度差的步骤(S15)；计算出与上述温度差相对应的温度增益的步骤(S16)；以及，以与上述温度增益相应的量来驱动第1及第2冷却扇14a、14b和空气阀33，进行冷却的步骤(S17)。
下面参照附图详细描述本发明的装有线性电动机的龙门起重机的冷却控制装置及其冷却控制方法。附图中：
图1是按照本发明的采用了线性电动机的龙门起重机的冷却控制装置的透视图；
图2是图1中所示的龙门起重机的冷却控制装置的平面图；
图3是图1中所示的龙门起重机的冷却控制装置的侧视图；
图4是说明图1中所示的龙门起重机的冷却控制装置以及其冷却控制方法的框图；
图5是图1中所示的龙门起重机的冷却控制方法的流程图；
图6是本发明的另一种龙门起重机的冷却控制方法的流程图；
图7是以往采用线性电动机的龙门起重机的透视图。
首先，如图1到图3所示，本发明的装有线性电动机的龙门起重机的冷却控制装置在起重机的Y框架(图中未表示)上设有Y轴线性电动机10，在起重机的X框架(图中未表示)上设有X轴线性电动机20。
如图1和图2所示，上述Y轴线性电动机10由固定元件11和可动元件12构成。
上述固定元件11由U字形框架11a和以规定的间隔配置在U字形框架11a内部两侧面上的永久磁铁11b所构成。如图1和图3所示，在上述U字形框架11a内侧规定的部位上设有第一温度传感器31。此外，在上述U字形框架11a规定的部位上设有散热板11c，在散热板11c的规定部位上设置了多台冷却扇11d。
上述可动元件12由一字形框架12a和设在一字形框架底面上的线圈组12b所构成。此外，在上述一字形框架12a的一侧设有第二温度传感器32，在一字形框架12a的上部设有散热板12c。此外，在上述线圈组12b的上部设置了形成为冷却可动元件12用的喷嘴33a的阀33。
另一方面，如图1和图2所示，X轴线性电动机20由固定元件21和可动元件22所构成。
上述固定元件21由U字形框架21a和以规定的间隔配置在U字形框架21a内部两侧面上的永久磁铁21b所构成。此外，在上述U字形框架21a内部的一侧设有第一温度传感器31，在其外部规定部位上设有散热板21c。
上述可动元件22由一字形框架22a和设在一字形框架底面上的线圈组22b所构成。此外，在上述一字形框架22a的一侧设有第二温度传感器32，在其上部设有散热板22c。此外，在上述线圈组22b的上部设置了形成为冷却可动元件22用的喷嘴33a的阀33。
如图3所示，为了检测上述可动元件22的位置和速度，设置了编码器35，该编码器35是一种线性编码器，它由显示部件35a，和设置成与可动元件22隔开规定的间隔而设置的光传感器35b所构成。在上述显示部件35a的一侧设有编码器周围的传感器部件34，上述编码器周围的传感器部件34测定编码器35的周围环境之后，产生模拟信号的周围环境信号。即，编码器周围的传感器部件34是由能测定编码器35周围的湿度、温度和压力的传感器所构成的。
如图4所示，本发明的装有线性电动机的龙门起重机的冷却控制装置的控制器42能产生位置、速度、加速度控制信号等等的激励控制信号，并输出到可动元件的激励器44。此外，在可动元件激励器44中产生了驱动信号之后，借助于将其传递给线圈组22b，便能使电流流入线圈组22，线性电动机便能借助于上述电流而工作。
用编码器周围的传感器部件34测定了周围环境(温度、湿度、压力)之后，便产生周围环境信号，而编码器35则在检测到可动元件22的速度和位置之后产生编码器信号。此外，第一和第二温度传感器31、32分别产生第一和第二温度传感器信号。上述这些信号用A/D转换部件41转换成数字信号之后，输入到控制器42内。然后，控制器42在输入接收信号之后，与预先设定的设定环境值相比较。如果输入的周围环境值比设定的环境值高时(即，线性电动机在工作了相当长的时间之后，发生过热的情况)，控制器42就把要输出去的第一和第二冷却扇控制信号和空气阀的控制信号，用D/A转换部件43从数字信号转换成模拟信号，在接收了第一驱动信号和第二驱动信号之后驱动第一和第二冷却扇14a、14b和空气阀33，进行冷却。
还有，在冷却Y轴线性电动机10和X轴线性电动机20的过程中仍发生过热的情况下，为了降低所产生的过热，本发明还能控制Y轴线性电动机10和X轴线性电动机20的速度。
下面，参照图4和图5说明本发明装有线性电动机的龙门起重机的冷却控制方法。
为了在装有Y轴线性电动机10和X轴线性电动机20的龙门起重机上使模块头(图中未表示)移动，首先要进行使各个可动元件12、22运动的步骤(S11)。为了使上述可动元件12、22运动，控制器42便产生位置控制信号POS、速度控制信号VEL、加速度控制信号ACC等激励控制信号，并输送到可动元件的激励器44中。上述可动元件的激励器44响应所接收到的激励控制信号，产生相应的驱动信号，分别输送到Y轴线圈组12b和X轴线圈组22b中，驱动可动元件12、22，使其移动。在上述可动元件12、22运动并进行作业的时间内，由第一温度传感器31和第二温度传感器32来检测Y轴线性电动机10和X轴线性电动机20所产生的热量。
首先，进行用第一温度传感器31来测定X轴和Y轴固定元件11、21的温度Txs、Tys的步骤(S12)，然后进行用第二温度传感器32来测定X轴和Y轴可动元件12、22的温度Txm、Tym的步骤(S13)。从上述第一和第二温度传感器31、32输出的第一和第二温度信号分别由A/D转换部件41接受。
然后，根据从A/D转换部件输出的第一和第二温度检测信号，将固定元件11、21和可动元件12、22的温度Txs、Tys、Txm、Tym信息储存之后，与预先设定的温度比较值进行大小比较的步骤(S14)。
上述控制器42在储存了温度Txs、Tys、Txm、Tym信息之后，与预先设定的温度比较值进行比较，当温度Txs、Tys、Txm、Tym信息高于比较值时，进行计算与比较值的温度差的步骤(S15)。
然后，控制器42根据计算出来的温度差进行计算温度增益的步骤(S16)。在上述控制器42中，以与该温度增益相应的量，把第一和第二冷却扇控制信号和空气阀控制信号分开来，送到D/A转换部件43中，转换成模拟信号的第一到第三驱动信号，驱动第一和第二冷却扇14a、14b和空气阀33，进行冷却的步骤(S17)。
另一方面，如图6所示，本发明的装有线性电动机的龙门起重机的冷却控制方法中，还可进行为了使装有Y轴线性电动机10和X轴线性电动机20的龙门起重机中的模块头(图中未表示)移动，而使各个可动元件12、22移动的步骤(S110)。上述能使可动元件12、22移动的控制器42产生位置控制信号POS、速度控制信号VEL、加速度控制信号ACC等激励控制信号，并输送给可动元件激励器44。
然后，进行测定编码器35的位置和速度的步骤(S120)。此外，还要进行测定编码器周围的传感器部件34的温度、湿度和压力的步骤(130)。上述编码器35的位置和速度信号以及编码器周围的传感器部件34的周围信号用A/D转换部件41转换成数字信号后，输入到控制器42内。
进行步骤(S140)，测定第一温度传感器31中的X轴和Y轴固定元件11、21的温度Txs、Tys，和第二温度传感器32中的X轴和Y轴固定元件12、22的温度Txm、Tym。然后，用A/D转换部件41接收分别从上述第一和第二温度传感器31、32输出的第一和第二温度信号。
然后，根据A/D转换部件41输出的第一和第二温度检测信号，储存了固定元件11、21与可动元件12、22的温度Txs、Tys、Txm、Tym信息之后，进行与预先设定的温度比较值进行大小比较的步骤(S150)。
上述控制器42在将温度Txs、Tys、Txm、Tym信息储存之后与预先设定的温度比较值进行比较，在温度Txs、Tys、Txm、Tym信息高于比较值时，进行计算与比较值的差的步骤(S160)。
然后，控制器42根据计算出来的温度差，进行计算温度增益的步骤(S170)。在上述控制器42中，以与该温度增益相应的量，把第一和第二冷却扇控制信号和空气阀控制信号分开来，送到D/A转换部件43中，转换成模拟信号的第一到第三驱动信号，驱动第一和第二冷却扇14a、14b和空气阀33，进行冷却的步骤(S180)。
然后，在进行了冷却上述第一和第二冷却扇14a、14b以及空气阀33的步骤(S180)之后，进行再一次将温度Txs、Tys、Txm、Tym信息与比较值比较的步骤(S190)。然后，当上述温度Txs、Tys、Txm、Tym信息低于比较值时，便回到S110步骤与S120步骤之间。
可是，当上述温度Txs、Tys、Txm、Tym信息仍高于比较值时，便进行修正可动元件12、22移动命令的步骤(S200)。
如上所述，在使用于龙门起重机的Y轴上的多台线性电动机和X轴上的线性电动机发生过热的情况下，调整输送到各个线圈组中的驱动信号，以降低Y轴上的多台线性电动机和X轴上的线性电动机的速度，就能够消除Y轴上的多台线性电动机和X轴上的线性电动机上所产生的过热现象。
如上所述，本发明在应用于龙门起重机的线性电动机中发生过热的情况下，通过调整输送到线圈组去的驱动信号，来调整线性电动机的速度，就能够消除线性电动机中产生的过热现象，取得防止因过热而引起的线性电动机的误动作的效果。
Claims (6)
1.一种龙门起重机的冷却控制装置，其中装有由固定元件和可动元件组成的线性电动机，其特征在于，该装置由下列各部件组成：
X轴线性电动机的固定元件，其中装有第一温度传感器，并且设置有散热板和冷却扇；和Y轴线性电动机的固定元件，其中装有第一温度传感器，并且设置有散热板；
X轴线性电动机的可动元件，其中装有第二温度传感器，并且设置有散热板；和Y轴线性电动机的可动元件，其中装有第二温度传感器，并且设置有散热板；
编码器，用于检测上述可动元件的位置和速度；
编码器周围的传感器部件，用于测定上述编码器的周围环境；
A/D转换部件，用于接收第一和第二温度信号之后把它们从模拟信号转换成数字信号并将其输出；
控制器，用于调整从可动元件激励器输出的驱动信号，以调整X轴线性电动机和Y轴线性电动机的速度；
D/A转换部件，用于将冷却扇的控制信号和空气阀的控制信号从数字信号转换成模拟信号的多个驱动信号；以及
可动元件的激励器，用于向线圈组提供驱动信号。
2.如权利要求1所述的冷却控制装置，其特征在于，上述编码器由能显示可动元件的位置信息的显示部件、和用于读出上述显示部件中所显示的可动元件的位置信息的光传感器组成。
3.如权利要求1所述的冷却控制装置，其特征在于，上述可动元件在其一侧的隔开规定的距离上设有与冷却可动元件的空气阀相连的空气喷嘴。
4.一种装有线性电动机的龙门起重机的冷却控制方法，其特征在于，该方法由下列各步骤组成：
使至少一个以上的可动元件移动的步骤(S11)；
用温度传感器测定X轴和Y轴的固定元件的温度Txs、Tys的步骤(S12)；
用温度传感器测定X轴和Y轴的可动元件的温度Txm、Tym的步骤(S13)；
将上述测定的固定元件和可动元件的温度Txs、Tys、Txm、Tym信息储存起来之后，将其大小与预先设定的温度比较值进行比较的步骤(S14)；
上述控制器(42)在储存了温度Txs、Tys、Txm、Tym信息之后，将其与预先设定的温度比较值比较，当温度信息Txs、Tys、Txm、Tym的值高于比较值时，计算出与比较值之间的温度差的步骤(S15)；
计算出与上述温度差相对应的温度增益的步骤(S16)；以及，
用与上述温度增益相应的量来驱动第1及第2冷却扇(14a)、(14b)和空气阀(33)，以进行冷却的步骤(S17)。
5.一种装有线性电动机的龙门起重机的冷却控制方法，其特征在于，该方法由下列各步骤组成：
使可动元件移动的步骤(S110)；
测定编码器的位置和速度的步骤(S120)；
测定周围环境的步骤(S130)；
测定X轴和Y轴固定元件(11)、(21)的温度Txs、Tys，X轴和Y轴可动元件(12)、(22)的温度Txm、Tym的步骤(S140)；
在存储了上述测定的温度Txs、Tys、Txm、Tym信息之后，与预先设定的温度比较值进行比较的步骤(S150)；
在上述温度Txs、Tys、Txm、Tym信息高于比较值时，计算与比较值的差的步骤(S160)；
计算温度增益的步骤(S170)；
驱动第一和第二冷却扇(14a)、(14b)和空气阀(33)，进行冷却的步骤(S180)；
在冷却后再一次将温度Txs、Tys、Txm、Tym信息与比较值进行比较的步骤(S190)；以及
当上述温度Txs、Tys、Txm、Tym信息仍高于比较值时，修正可动元件(12)、(22)移动命令的步骤(S200)。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在上述步骤(S190)之后，当上述温度Txs、Tys、Txm、Tym信息低于比较值时，执行测定编码器的位置和速度的步骤(S120)。
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