TWI283959B - Control apparatus for electric actuator - Google Patents

Description

1283959 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本务明係關於一種電動致動器用之控制裝置，該控制 衣置可較理想地保護用於驅動該電動致動器之旋轉驅動 源。 【先前技術】 :而σ田使用女裝型工業機器人時，係利用例如 士、^來固定基座。機器人之操作係藉由當在機器人手臂之 動：由鎖或類似動作有關的失誤而發生任何強力推 由;貞則到多餘電流而停止。亦即，基本上係藉 人及/1、女、型工業用機器人之多餘電流來防止該機哭 ㈣ 細2-66969 _ ~ 時，仍可防… 成任何強力推擠或碰撞 亦即，曰太 非人力運輸車輛被抬起或向上升起。 人之臂部末端係:報二2002-66969號揭露該機器 有關的控制而移動’:並=，臂部末端的姿勢及位置 頭轉矩已達到預定 :σ至該機11人臂部之接頭的接 以驅動該機II人臂部之由控制裝置執行對供應至用 然而，當將日太5頁之飼服馬達的電流之限制。 技術觀念應用至例如1:=公報第2002-66969號揭露之 換成滑座或類似構件 。。 將馬達之旋轉運動轉 5 、·泉運動時，則需要提供控制電路 316314 5 1283959 及諸如解析器及編碼器之偵測器，以控制 度及位置。因此，製造成本會變高。 之紅作速 【發明内容] 本么明之主要目的係要提供—種電動致 :裝置’藉由使用簡單電路來限制供應至旋轉_:電 抓’即使當施加任何高負载在該旋轉驅動源 致動器時亦然。 1助疏电動 本發明上述及其他的目的、特徵及優點將可由以下之 說明亚配合後附之圖式更清楚易懂，而在圖式 發明之較佳實施例僅為例示性實例。 不 【實施方式】 仲二:：考弟1圖’兀件符號10標示控制裝置，1中 5亥按制梟置1〇係用於結合本發明之 /、肀 用驅動器（以下稱之為”驅動器”）。、 毛動致動器 該控制包括電動致動器16、動器 控制器2〇,當該電動致動器16中之滑座14成°° 源12所驅動時可以進行直線往復運動，該：動器疋 供能對設置於該電動致動器16之該旋轉驅動源 干^nr^rrrieiglzes) ’該控制器20則可以傳送方向指 不輸入尨號至該驅動器18。 該控制器20及驅動器18係藉由導執構件22而以可 連接之方式來設置，其中該導轨構件22係 機殼之背面上的凹部相嚙合。 形成在各別 該旋轉驅動源、12由例如諸如設有電刷之直流（DC)馬 6 316314 1283959 η，直流2達以及一步進馬達之伺服馬達所構成為 …螺線官之線性馬達亦可用作為旋轉驅動源η。 m動㈣包括致動器本體24;該旋轉驅動源 係错由螺栓構件而連接至該致動器本體24之—端；一 r引車由桿28a、28b，係平行延#於 踹始％ —日日 伸方；该致動器本體24及 件而連接曰以及滾珠螺桿3〇,係藉由未圖示之搞接構 妾至该旋轉驅動源12之驅動軸桿。 該電動致動器16復包括·兮、十 予砝禝π , 括·该⑺座14，具有未圖示之 =螺t自以與該滾珠螺㈣相•，且可在

:=、购的同時進行往復直線運動；以及桿T 及向後i動^座14。該桿32可以與該滑座14—體地向前 動，且該桿32之-部分從該端塊26突伸而出 6亥滑座14及桿32的功能係作為可動構件。 出 塊圖接下來，第2圖係顯示該驅動器18之配置的概略方 該驅動器1 8包括··古A i Μ ^ 自控制器20所傳送之方白：_刀…置34 ’可以藉由依照 性，以將該旋轉驅動 :;方向;以及電流放大器二 限制於預設的袁考二電流，且可將該電流 / 1电仙· ΙΜΑΧ(臨限值;）。 該驅動器18復包括.、， 應至該旋轉_…電“及電流==: 316314 7 1283959 亥电机感心38之偵測信？虎回饋至電流放大 的上游側。 吸制益36 如第3圖所示，該電流放大器/限制器3 裝置44,將儲存在儲存裝置42中之預設參考電^ t 壯…亥书k感測器3 8之债測信號相比較；以及電济 限制電流供應至該旋轉驅動㈣，使得電流不合 !W，例如當施加高負載至該旋轉驅動源 流iMA^i 疋轉驅動源12之電流可能會超過該參考電 測器：動：18具有未圖不之電路板。例如，該電流感 所構成。具有低電阻值且配置在該電路板上之電阻器 上且Γ入有本發明實施例的驅動器18之控制震置10基本 能相構造。以下將說明該控㈣置ig之操作、功 送至將來自於5亥控制器20之方向指示輸入信號傳 ::離動器…在驅動器18中，電壓之極性係根據該 輸入信號來加以切換，且因此該旋轉驅動源12 方：動：向可切換成正向及負向之任—方向。對應於自該 二刀換褒置34而供應至該旋轉驅動源12之電流的電壓 系孝則入至該電流放大器/限制器36。 出 '电·放大為’限制器36將由該方向切換裝置34所輸 电換成對應的電流，且供應該電流至該旋轉驅動 2。因此，可驅動該旋轉驅動源⑴且依照預定方向轉 316314 8 1283959 動該旋轉驅動源12。 該旋轉驅動源12之旋轉運動係傳送至連接於 驅動源12之驅動軸桿之滾珠螺桿3()。該旋轉運動藉 珠螺桿30與未圖示之滾珠螺帽之間的喃合而轉換成直^ 運動。該直線運動係傳送至該滑座14。因此，2盘 該職14整體地延伸至外界。如此一來，便可以執行推壓 或知:壓刼作來將未圖示之工件推壓或按壓至預定位置。 在該滑座14抵達預定行程末端之後，當該工件在該 預定位置上受到桿32進一步推壓且施加任何高負載至咳 ==源12時，便會形成鎖定狀態’其中係在供能狀態 二=该旋轉驅動源12之驅動軸桿的轉動。在此狀態 二自:越驅動源12之驅動軸桿所輸出之轉矩係正比於 ^錢轉驅動源12的電流。因此，當產生該鎖定狀態 二=於:員設電流值之任何電流(多餘電流)可能會施加 二，驅動源12，且該旋轉驅動源12可能會由於此多 餘電流而燒毁。 供瘅之^ :本1明之只施例中’自該電流感測器38所 二输供應至旋轉驅動源12之電流的娜 =迴路4 〇而回饋至電流放大器/限制器3 6的上 放大器/限制器36藉由該比較裝置料將儲存 38所二:置：中之預設參考電流ΐΜ4自該電流感測器 輸出之_信號加以比較。此外，供應至該旋轉驅動 源12之電流係由電流限制裝置^所限制，使得％不會 超過該參考電流ΙΜΑΧ(參考第4圖及第。包” 3]6314 9 1283959 如上所述’在本發明之實施例中，被供 源12之，流值係藉由使用電流感測輯加以監視，且 I: Ϊ 源12之電流係藉由使用該電流放大器/ 二。。6限制成不會超過該參考電流“。因此，即使 虽細加任何高負載至該旋轉驅動源12且停止或鎖 啟（ON)狀態之該旋轉驅動 、、 幵 t 的電流仍會限制成不會超過該預設的參考電 浐的：口此便可以避免該旋轉驅動源12產生任何燒 宝又的h况’否則多餘的雷去 況。當缺，II由㈣批座成此種燒毁的情 限制轉矩。a 、 該旋轉驅”12的電流便可以 諸如口例中，並不需要提供任何控制電路及 作速度及位置。藉由簡單 丛Μ之才巿 12燒毀。因+庙 书路便可以避免該旋轉驅動源 1 口此，便可以降低製造成本。 在=财，依照本發明中該實施例之驅動 推塵摔作並且動器），其中僅由該桿32來執行 :玄旋轉驅動源12之轉動方向。 丈 纟月之5施例業已根據由該電動致動|| 16之尸32 來執行對工件之推壓操 劲。。16之彳干32 侷限於此。木处, #月如上。然而，本發明並未 ! 6之捍32執^之^亦可應驗例如藉由電動致動器 以及芦由未Η -之:傳送操作、填隙操作、加麼操作， 汉措由未圖不之電動夾頭 未圖示之電動夾呈^ 夾持操作與藉由 电勤又具所執行之夾固操作。 3163]4 10 1283959 株;J胃由於某些#作（諸如上述之工件傳送操作、X 〜、木作《夾持操作）而施加不t 源12，且停止或鎖定 貞載至。亥方疋轉驅動 時，#庫至#t 動源12之驅動軸桿的轉動 電流12的電流會限财不超過該參考 ”與接下來將說明與本發明之實施例進行比較 2貫施例及第二對照實施例。與上述實施例相同的構 件將以相同的元件符號 ^ 明。 且將省略任何詳細的說 弟5圖顯示第_對照實施例的繼電 中’當組合使用複數個繼電器電路扩例 驅動源12的轉動方向。铁而， 更了刀換錢轉 12之觝叙缸神± 田—止及鎖定該旋轉驅動湄 之驅動軸才干日守，該繼電器電路％ 原 轉驅動源12可容許電流 :：未小於该旋 便會出現燒毀的情況。 4至心疋轉驅動源，因此 路二6有圖=第二對照實施例的伺服電路6〇。該祠服^ ::具有诸如編碼器62及解析器 ： 速度迴路64及速度放大器/限制器66來執…猎由 制的控制電路；以及藉由位置迴路位丁二又之回饋控 器7〇來執行位置之回則m及位置放大器/限制 -f, .,}aa 、工制之另—控制電路。因此，在第 一對恥貝％例的伺服電路60中，需 在弟 電路來控制位置及速度。因此，該飼兩精石崔度的控制 高，如此會增加製造成本。 $路60之成本报 相反地，在本發明之實施例中，相較於該第一對照實 11 316314 1283959 施例之繼電器電路5〇及該第二對照實施例之伺服電路 6〇i本發明可以達到適中的功能及成本效果。使用本發明 之貫施例，當該電動致動器丨6以如同電磁控制閥之方式依 照開/_n/OFF)控制來進行操作時，可以使用本控制聚置 來作為方向控制裝置，而適於例如用於推壓操作及傳送操 作。在本發明之實施例中，不需要提供任何額外增加諸： 編碼器等偵測器至該旋轉驅動源12。因此，可以降低 的尺寸及重量。 -s ^下來’第7圖顯示將依照本發明另—實施例之電動 致動益用驅動器併入於其中之控制裝置。 咕D'另—實施例之電動致動器用驅動器18a係與相同於 〜驅動态1 8，其中，該驅動器1以^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ & 一 /、啕興罘2圖之方塊圖 所不之配置相同的内部結構。然而，該驅 器18的不同處在於在機殼 ：”、驅動 梦也也U。 <外表面设有散熱片82，該 、月…片82係複數個大致呈平行長條狀的凸脊。 在該機殼8 0之另一表面#古4 ^ t # * - w ^ ^ 43, P又有知作邛84。在該機殼80 之上表面目又置有連接至該控制哭 機殼80之下表面設置有連接：弟一連接器部。在該 之第二連接器部。 ^86及該旋轉驅動源12 上 =然本：明已參考較佳實施例而詳細圖 北’然而應瞭解’所屬技術領域中具有通常知識者在不違 ^本發明相申請專利範圍所界定之 仍可對上述實施㈣行各種Μ ^兄 【圖式簡單說明】 Χ 316314 12 1283959 驅動2圖^不將依照本發明之實施例之電動致動器用 —動:併入其中的控制裝置之斜視圖； :2圖係顯示第】圖所示之該電動致動器用驅動器的 配置之概略方塊圖； 之配置 第3圖係頒不第2圖所示之電流放大器/限制器 之方塊圖； u上4Γ系顯示該電動致動器之滑座之位移時間與供應 至1驅動源之電流之間的關係之特性曲線圖； 弟5圖係顯示第一對照實施例之繼電器電路的配置之 方塊圖； 31 ^ 塊圖 ;以及 第7圖係顯示將依 器用 驅動器係併入其中 【主 要元件符號說明】 10 控制裝置 12 旋轉驅動源 14 滑座 16 電動致動器 18〜 18a驅動器 20 控制器 22 導執構件 24 致動器本體 26 端塊 316314 13 1283959 28a、28b 導引軸桿 30 滚珠螺桿 32 桿 34 方向切換裝置 36 電流放大器/限制器 38 電流偵測裝置（電流感測器） 40 電流迴路 42 儲存裝置 44 比較裝置 46 電流限制裝置 50 繼電器電路 60 伺服電路 62 編碼器 64 速度迴路 66 速度放大器/限制器 68 位置迴路 70 位置放大器/限制器 80 機殼 82 散熱片 84 操作部 86 電源 Imax 參考電流

14 316314

Claims (1)

1283959 第93127982號專利申請案 _ 申請專利範圍修正本年月曰修(更)正本 (、[年 ίΤΧ 24 日） 1. 一種電動致動器（16)用控制裝置，當該電動致動器（16) 由旋轉驅動源（12)驅動時，可動構件為可移動，該控制 裝置包括： 電流偵測手段（38)，用以偵測供應至該旋轉驅動源 (12)之電流； 比較手段（44)，將該電流偵測手段（38)所輸出之偵 測信號與預設的參考電流（Ιμαχ)相比較； 電流限制手段（46)，當施加負載至該供能狀態的旋 轉驅動源（12)且停止與鎖定該旋轉驅動源（12)之驅動軸 桿時，限制供應至該旋轉驅動源（12)的電流，使該電流 不會超過該參考電流（Ιμαχ);以及 方向切換手段（34)，藉由依照自控制器（20)所發出 之方向指示輸入信號來切換電壓之極性，以將該旋轉驅 動源（12)之旋轉方向切換至正向及負向之任一方向， 該電流限制手段（46)係設置在電流放大器/限制器 (36)中，該電流放大器/限制器（36)將從該方向切換手段 (34)所輸出之電壓轉換成對應的電流， 該電流放大器/限制器（36)包括儲存該預設的參考 電流（Ιμαχ)之儲存手段（42)。 2. 如申請專利範圍第1項之控制裝置，其中，該電動致動 器（16)係藉由開/關（ΟΝ/OFF)控制所控制。 316314(修正本）