TW201908031A - 拉釘機及其退釘控制方法 - Google Patents

Abstract

一種拉釘機，包括一夾持機構、一驅動裝置、一轉速偵測器、一開關與一控制模組。其退釘控制方法包含：開關受觸動後，控制模組控制驅動裝置，使轉動件沿第一轉動方向轉動，帶動夾持機構朝第一方向移動，以拉動工件；透過轉速偵測器偵測轉動件的轉速；在控制模組偵測的轉速由低於一第一轉速範圍之轉速提升至第一轉速範圍後，控制驅動裝置，使轉動件沿第二轉動方向轉動，帶動夾持機構朝第二方向移動，以釋放工件被拉斷的部位。藉此，達到自動退釘之目的。

Description

拉釘機及其退釘控制方法

本發明係與電動工具有關；特別是指一種拉釘機及其退釘控制方法。

按，拉釘機係用以拉動工件（例如拉釘），在工件變形且斷裂後，作為固定二個物件之固定件。習用的拉釘機包含有一夾持機構、一驅動裝置與一控制開關。夾持機構供夾持工件，驅動裝置具有一轉動件連接夾持機構，且驅動裝置受控制開關控制而使轉動件為正轉或反轉，藉以帶動夾持機構拉動或釋放工件。人員在操作習用的拉釘機時，係操作控制開關為拉釘模式，使轉動件正轉，以使夾持機構拉動工件，此後，人員必須憑著感覺來判斷工件是否被拉斷。當感覺工件被拉斷後，再操作控制開關為退釘模式，使轉動件反轉，以使夾持機構退出工件被拉斷之部位。

然而，人員在使用習用的拉釘機時常會因為經驗不足而誤判為工件已拉斷，而進行退釘的程序，在退釘後才發現工件未被拉斷，必須再重新拉釘，如此，將造成操作上的不便。此外，當所需拉動的工件數量很多時，人員必須重覆操作控制開關為拉釘模式及退釘模式，如此將使得工作效率無法提升。

有鑑於此，本發明之目的在於提供一種拉釘機及其退釘控制方法，可於拉斷工件後自動將工件被拉斷之部位退出。 緣以達成上述目的，本發明提供的一種拉釘機的退釘控制方法，其中該拉釘機包括一夾持機構與一驅動裝置，該夾持機構用以夾持工件，該驅動裝置具有一轉動件用以帶動該夾持機構移動，該驅動裝置受控制而使該轉動件係沿相反之一第一轉動方向與一第二轉動方向之一者轉動，以帶動該夾持機構沿相反的一第一方向與一第二方向往復移動；該退釘控制方法包含下列步驟：A、控制該驅動裝置，使該轉動件沿該第一轉動方向轉動，以帶動該夾持機構朝該第一方向移動；及偵測該轉動件的轉速；B、在所偵測的轉速由低於一第一轉速範圍之轉速提升至該第一轉速範圍後，控制該驅動裝置，使該轉動件沿該第二轉動方向轉動，以帶動該夾持機構朝該第二方向移動。 本發明提供的一種拉釘機，包含：一夾持機構、一驅動裝置、一轉速偵測器、一開關與一控制模組，其中：該夾持機構供夾持工件，且係受帶動而沿相反之一第一方向與一第二方向往復移動，其中，該夾持機構沿該第一方向移動時，係夾緊並拉動工件，該夾持機構沿該第二方向移動時，係退出工件；該驅動裝置包括一轉動件用以帶動該夾持機構移動，該驅動裝置受控制而使該轉動件係沿相反之一第一轉動方向與一第二轉動方向之一者轉動，其中該轉動件沿該第一轉動方向轉動時，帶動該夾持機構沿該第一方向移動，該轉動件沿該第二轉動方向轉動時，帶動該夾持機構沿該第二方向移動；該轉速偵測器偵測該轉動件的轉速；該開關受觸動而產生一啟動訊號；該控制模組電性連接該驅動裝置、該開關及該轉速偵測器，用以依據該啟動訊號控制該驅動裝置使該轉動件沿該第一轉動方向轉動，且在該轉速偵測器測得的轉速由低於一第一轉速範圍之轉速提升至該第一轉速範圍後，控制該驅動裝置使該轉動件沿該第二轉動方向轉動。

本發明之效果在於，直接藉由轉動件的轉速可判斷夾持機構拉斷工件的時機，並控制夾持機構退釘，達到自動退釘之目的。

為能更清楚地說明本發明，茲舉一較佳實施例並配合圖式詳細說明如後。請參圖１所示，為本發明一較佳實施例之拉釘機100，包含一夾持機構10、一驅動裝置20、一轉速偵測器30、一開關40、一控制模組50與一電源（圖未示），其中：

夾持機構10供夾持工件200，前述之工件200係以拉釘為例，其具有一釘部與一帽部，釘部具有一釘頭201與一釘桿202，帽部頭有一帽身203與一帽緣204，夾持機構10係受帶動而可沿相反之一第一方向D1與一第二方向D2往復移動，其中，在工件200的釘桿202穿入夾持機構10後，夾持機構10沿第一方向D1移動時，係夾緊並拉動工件200的釘桿202，夾持機構10沿第二方向D2移動時，係退出工件200的釘桿202。

驅動裝置20包括一轉動件22，轉動件22係用以帶動夾持機構10移動，驅動裝置20受控制而使轉動件22沿相反之一第一轉動方向R1與一第二轉動方向R2之一者轉動，其中轉動件22沿第一轉動方向R1轉動時，帶動夾持機構沿第一方向D1移動，轉動件22沿第二轉動方向R2轉動時，帶動夾持機構10沿第二方向D2移動。

本實施例中，驅動裝置20包含有一馬達24，馬達24之轉軸242係連接一導螺桿26，導螺桿26連接夾持機構10，馬達24受控制而使其轉軸242帶動導螺桿26轉動，進而帶動夾持機構10移動。馬達24為無刷馬達，其殼體244內部設置有至少一磁性件246（即轉子的永久磁鐵）且隨著轉軸242而轉動。驅動裝置20的轉動件22包括了可轉動的構件，包括轉軸242及導螺桿26。實務上，轉動件22亦可包含轉軸242與導螺桿26之間的連軸器（圖未示）或減速機（圖未示）等可轉動的構件。轉動件22的任意構件之任意位置，亦可設置其它的磁性件，重要的是磁性件隨著轉動件轉動。

轉速偵測器30設置於驅動裝置20，用以偵測轉動件22的轉速。本實施例中，轉速偵測器30為一磁感應元件（例如霍耳感測器）設置於馬達24的殼體244且對應磁性件246的轉動路徑。

開關40電性連接控制模組50，且開關40受使用者觸動而產生一啟動訊號。

控制模組50電性連接驅動裝置20的馬達24及轉速偵測器30，用以依據啟動訊號控制馬達24使轉動件22沿第一轉動方向R1或第二轉動方向R2轉動。

電源電性連接驅動裝置20的馬達24、轉速偵測器30、控制模組50，以提供拉釘機100之各構件所需之電力。前述之電源可為電池，或變壓器。

圖２所示者為圖１之拉釘機100於拉動工件200過程中，轉動件22（以轉軸242為例）之轉速與時間之關係的示意圖，圖１中係將夾持機構10的前端靠近工件200的帽緣204後側面，使帽身203穿過目標物300（以二個板件為例）且帽緣204前側面貼於目標物300上。圖２中時間點t0為轉軸242開始沿第一轉動方向R1轉動的時間點。時間點t0至時間點t1，為夾持機構10剛拉動工件200且工件200尚未夾持目標物300前之轉速（即空載或接近空載之轉速），此時，使得轉速為最高。於時間點t1時，夾持機構10逐漸拉動工件200的釘桿202，使釘頭201往後推擠帽身203，轉速開始呈現下降。時間點t2時，夾持機構10持續拉扯釘桿202，轉速開始呈穩定下降狀態，並且帽身203受釘頭201推擠而持續往徑向擴張變形，此時為拉釘成功，其中，在時間點t2時，轉速約為時間點t0~t1之轉速的85%。在時間點t3時，轉速最低，其轉速約為時間點t0~t1之轉速的60~80%（依不同工件200之釘桿202的軟硬度不同而有差異），代表工件200的釘桿202被拉斷，而後轉速開始提升。在時間點t4時，確認工件200完全被拉斷，而後即可控制沿第二轉動方向R2反轉退釘，且轉速維持穩定，在時間點t4時的轉速約為時間點t0~t1之轉速的85%以上。

藉由上述之原理，吾人即可進行本實施例之拉釘機100的退釘控制方法，其包含圖３所示之下列步驟：

步驟S01，控制模組50於接收到啟動訊號後，控制驅動裝置20的馬達24，使轉軸242沿第一轉動方向R1轉動，帶動夾持機構10朝第一方向D1移動以拉動工件200的釘桿202。

在馬達24運轉的過程中，控制模組50透過轉速偵測器30持續偵測轉軸242的轉速，並對轉軸242的轉速持續取樣。本實施例中係以偵測馬達24之轉軸242的轉速為例，但不以此為限，轉速偵測器30亦可偵測在轉動件22的任一位置上所設置的磁性件，而得到對應的轉速，例如，磁性件設置於導螺桿26上則可偵測導螺桿26的轉速，轉動件22不同部位的轉速與拉釘過程中時間的對應關係皆相同，只是轉速值不同而已。

步驟S02，控制模組50在轉速偵測器30所偵測的轉速由低於一第一轉速範圍之轉速提升至第一轉速範圍後（即圖２中時間點t4時的轉速），並配合連續取樣的複數次之轉速皆落於第一轉速範圍中，控制模組50控制馬達24，使轉軸242沿第二轉動方向R2轉動，以帶動夾持機構10朝第二方向移動。前述第一轉速範圍係對應確認工件200的釘桿202被拉斷後的轉速。藉此，控制模組50即可判斷為工件200已被拉斷，進而控制馬達24，使轉軸242反轉，以使夾持機構10退出工件200被拉斷之部位。

本實施例中，在步驟S02或S01之前，控制模組50中儲存有一基準轉速範圍，該基準轉速範圍可以由一基準轉速範圍設定步驟取得，包含基準轉速範圍係於夾持機構10剛拉動工件200且工件200尚未夾持目標物300前，馬達24之轉軸242的轉速所對應的轉速範圍（即圖２中時間點t0至時間點t1之間的轉速），亦即，於拉釘機100於空載或接近空載情況下，偵測轉軸242穩定之轉速並作預定之擴充所取得之轉速範圍，所述預定之擴充可依需求選擇，例如所穩定之轉速的平均值的±10%以內，基準轉速範圍設定步驟可於每次拉釘時皆重新執行。步驟S02中控制模組50係基於基準轉速範圍進行計算，以得到第一轉速範圍。第一轉速範圍的下限值為基準轉速範圍之下限值的85%以上且第一轉速範圍的上限值小於基準轉速範圍的下限值。

步驟S01中亦可包含一校正步驟，校正步驟包含在控制模組50於收到啟動訊號後，控制馬達24使轉軸242轉動，並在轉軸242由停止狀態轉變為轉動狀態之後的一預定時間內偵測轉軸242的轉速，並以所偵測的轉速作預定之擴充，構成新的基準轉速範圍並儲存之。如此，即使驅動裝置20或夾持機構10之中構件磨損或老化而使得轉速改變時，可以藉由此機制進行校正。

本實施例中，為了判斷夾持機構10是否有成功拉到工件200的釘桿202，步驟S02中更可包含控制模組50判斷所偵測的轉速是否由基準轉速範圍下降至一第二轉速範圍（即圖２中時間點t3的轉速），並配合連續取樣的複數次之轉速皆落於第二轉速範圍中，則判斷為成功拉到工件200的釘桿202。第二轉速範圍的上限值低於第一轉速範圍的下限值。第二轉速範圍的上限值可訂為基準轉速範圍之下限值的80%以下，第二轉速範圍的下限值可訂較小的任意值，例如60%以上。而步驟S02中，控制模組50在所偵測的轉速由第二轉速範圍提升至第一轉速範圍後，配合連續取樣的複數次之轉速皆落於第一轉速範圍中，則控制馬達24，使轉軸242沿第二轉動方向R2轉動，以使夾持機構退出工件200被拉斷之部位。

前述中係以t0至時間點t1之間的轉速為基礎作出基準轉速範圍，在一實施例中，亦可以步驟S01之前執行一基準轉速範圍設定步驟，該基準轉速範圍設定步驟包含：

控制模組50控制驅動裝置20的馬達24，使轉動件沿第二轉動方向R2轉動，以帶動夾持機構10朝第二方向D2移動；及

偵測轉動件（以轉軸242為例）於第二轉動方向R2的轉速，且將所偵測的轉速所對應之轉速範圍設定為基準轉速範圍。

實務上，該基準轉速範圍設定步驟可於拉釘機100前一次退釘時執行。亦即，在前一次退釘時，轉動件22沿第二轉動方向R2轉動之轉速所對應的轉速範圍，例如圖２中時間點t4之後的一預定時間（例如1~2秒）所測得的轉軸242沿第二轉動方向R2的轉速所對應的轉速範圍，作為基準轉速範圍。

實務上，該基準轉速範圍設定步驟亦可於拉釘機100開機時電源接通後執行。

在每次拉釘時、前一次退釘時、或每次開機時執行基準轉速範圍設定步驟的優點在於，若電源是電池時，其電壓將會隨著使用次數增加而減少，若電池電壓降低，而使得基準轉速範圍降低時，則當次的第一轉速範圍可以得到較低的轉速範圍，以避免斷釘時的轉速無法提升到電池電力充飽時的第一轉速範圍。

據上所述，本發明之拉釘機100及其退釘控制方法，可直接藉由轉動件22的轉速判斷夾持機構拉斷工件200的時機，並控制夾持機構退釘，達到自動退釘之目的。另值得一提的是，利用磁感應元件配合磁性件來偵測轉動件22的轉速，可避免雜訊的干擾，讓偵測結果更為準確。

以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本發明之專利範圍內。

［本發明］

100‧‧‧拉釘機

10‧‧‧夾持機構

20‧‧‧驅動裝置

22‧‧‧轉動件

24‧‧‧馬達

242‧‧‧轉軸

244‧‧‧殼體

246‧‧‧磁性件

26‧‧‧導螺桿

30‧‧‧轉速偵測器

40‧‧‧開關

50‧‧‧控制模組

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧第二方向

R1‧‧‧第一轉動方向

R2‧‧‧第二轉動方向

S01、S02‧‧‧步驟

t0~t4‧‧‧時間點

200‧‧‧工件

201‧‧‧釘頭

202‧‧‧釘桿

203‧‧‧帽身

204‧‧‧帽緣

300‧‧‧目標物

圖１為本發明一較佳實施例之拉釘機的方塊圖。 圖２為上述較佳實施例之拉釘機於拉動工件過程中，轉動件之轉速與時間之關係的示意圖。 圖３上述較佳實施例之拉釘機退釘控制方法的流程圖。

Claims (18)

1. 一種拉釘機的退釘控制方法，其中該拉釘機包括一夾持機構與一驅動裝置，該夾持機構用以夾持工件，該驅動裝置具有一轉動件用以帶動該夾持機構移動，該驅動裝置受控制而使該轉動件係沿相反之一第一轉動方向與一第二轉動方向之一者轉動，以帶動該夾持機構沿相反的一第一方向與一第二方向往復移動；該退釘控制方法包含下列步驟： A、控制該驅動裝置，使該轉動件沿該第一轉動方向轉動，以帶動該夾持機構朝該第一方向移動；及偵測該轉動件的轉速； B、在所偵測的轉速由低於一第一轉速範圍之轉速提升至該第一轉速範圍後，控制該驅動裝置，使該轉動件沿該第二轉動方向轉動，以帶動該夾持機構朝該第二方向移動。
2. 如請求項1所述之拉釘機的退釘控制方法，包含設定一基準轉速範圍；步驟B中該第一轉速範圍係依據該基準轉速範圍計算而得，且該第一轉速範圍的上限值低於該基準轉速範圍的下限值。
3. 如請求項2所述之拉釘機的退釘控制方法，其中該第一轉速範圍之下限值為該基準轉速範圍之下限值的85%以上。
4. 如請求項2所述之拉釘機的退釘控制方法，其中工件係供夾持一目標物；該基準轉速範圍係於該工件尚未夾持目標物前，該轉動件的轉速所對應之轉速範圍。
5. 如請求項2所述之拉釘機的退釘控制方法，其中在步驟A之前包含一基準轉速範圍設定步驟用以設定該基準轉速範圍，其包含：控制該驅動裝置，使該轉動件沿該第二轉動方向轉動，以帶動該夾持機構朝該第二方向移動；及偵測該轉動件的轉速，且將所偵測的轉速所對應之轉速範圍設定為該基準轉速範圍。
6. 如請求項5所述之拉釘機的退釘控制方法，其中該基準轉速範圍設定步驟係於該拉釘機開機時執行。
7. 如請求項5所述之拉釘機的退釘控制方法，其中該基準轉速範圍設定步驟係於該拉釘機前一次退釘時執行。
8. 如請求項2所述之拉釘機的退釘控制方法，其中步驟B中包含，判斷所偵測的轉速是否由該基準轉速範圍下降至一第二轉速範圍，其中，該第二轉速範圍的上限值低於該第一轉速範圍的下限值；且步驟B中係在所偵測的轉速由該第二轉速範圍提升至該第一轉速範圍後，控制該驅動裝置，使該轉動件沿該第二轉動方向轉動。
9. 如請求項8所述之拉釘機的退釘控制方法，其中該第二轉速範圍的上限值為該基準轉速範圍的下限值的80%以下。
10. 如請求項2所述之拉釘機的退釘控制方法，其中步驟A中包含在該轉動件由停止狀態轉變為轉動狀態之後的一預定時間內偵測該轉動件的轉速，並以所偵測的轉速作預定之擴充，以構成該基準轉速範圍。
11. 如請求項1所述之拉釘機的退釘控制方法，其中該轉動件上設置有一磁性件隨該轉動件轉動；步驟A中係透過一磁感應元件感應該磁性件的轉動，以偵測該轉動件的轉速。
12. 一種拉釘機，包含： 一夾持機構，供夾持工件，且係受帶動而沿相反之一第一方向與一第二方向往復移動，其中，該夾持機構沿該第一方向移動時，係夾緊並拉動工件，該夾持機構沿該第二方向移動時，係退出工件； 一驅動裝置，包括一轉動件用以帶動該夾持機構移動，該驅動裝置受控制而使該轉動件係沿相反之一第一轉動方向與一第二轉動方向之一者轉動，其中該轉動件沿該第一轉動方向轉動時，帶動該夾持機構沿該第一方向移動，該轉動件沿該第二轉動方向轉動時，帶動該夾持機構沿該第二方向移動； 一轉速偵測器，偵測該轉動件的轉速； 一開關，受觸動而產生一啟動訊號； 一控制模組，電性連接該驅動裝置、該開關及該轉速偵測器，用以依據該啟動訊號控制該驅動裝置使該轉動件沿該第一轉動方向轉動，且在該轉速偵測器測得的轉速由低於一第一轉速範圍之轉速提升至該第一轉速範圍後，控制該驅動裝置使該轉動件沿該第二轉動方向轉動。
13. 如請求項12所述之拉釘機，其中該控制模組儲存有一基準轉速範圍，該控制模組依據該基準轉速範圍計算該第一轉速範圍，且該第一轉速範圍的上限值低於該基準轉速範圍的下限值。
14. 如請求項13所述之拉釘機，其中該第一轉速範圍的下限值為該基準轉速範圍的下限值的85%以上。
15. 如請求項13所述之拉釘機，其中該控制模組判斷該轉速偵測器所偵測的轉速由該基準轉速範圍下降至一第二轉速範圍後，再由該第二轉速範圍提升至該第一轉速範圍後，控制該驅動裝置使該轉動件沿該第二轉動方向轉動。
16. 如請求項15所述之拉釘機，其中該第二轉速範圍的上限值為該基準轉速範圍的下限值的80%以下。
17. 如請求項12所述之拉釘機，該轉動件上設置有一磁性件；該轉速偵測器為一磁感應元件。
18. 如請求項17所述之拉釘機，其中該驅動裝置包括一馬達，該馬達之轉軸構成該轉動件，該馬達的殼體內部設置有該磁性件；該轉速偵測器設置於該馬達的殼體。