TWI641434B - Pulling machine control method - Google Patents

Abstract

一種拉釘機的控制方法，包含下列步驟：A、控制拉釘機的驅動裝置，使其轉動件沿一第一轉動方向轉動，以帶動夾持機構拉動工件朝一第一方向移動，並偵測一拉釘負載代表參數；B、由所偵測的拉釘負載代表參數之變化，取得夾持機構拉斷工件之身部的一拉釘時間；C、使轉動件沿一第二轉動方向轉動一退釘時間後停止轉動，以帶動該夾持機構朝該第二方向移動，以退出工件被拉斷之部位。藉此，可以自動將工件身部被拉斷之部位退出。

Description

拉釘機的控制方法

本發明係與電動工具有關；特別是指一種拉釘機的控制方法。

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，例如，聆聽工件是否有被拉斷的聲音，或者感覺拉釘機是否可移開原位。當判斷工件被拉斷後，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。

在工件被拉斷至操作控制開關為退釘模式的期間，由於人員的反應有所延遲，將會使轉動件繼續轉動一段時間，如此將會造成電力及時間的浪費。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的控制方法，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的一身部，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，並偵測一拉釘負載代表參數；B、由所偵測的該拉釘負載代表參數之變化，取得該夾持機構拉斷工件之身部的一拉釘時間；C、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，且在該轉動件沿該第二轉動方向轉動的時間達到一退釘時間後，控制該驅動裝置使該轉動件停止轉動，其中該退釘時間不小於該拉釘時間。

本發明之效果在於，藉由偵測拉釘負載代表參數之變化判斷夾持機構拉斷工件之身部的時間，並控制夾持機構退釘的時間，以自動將工件身部被拉斷之部位退出。

〔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

200‧‧‧工件

201‧‧‧釘頭

202‧‧‧釘桿

203‧‧‧帽身

204‧‧‧帽緣

300‧‧‧目標物

400‧‧‧拉釘機

60‧‧‧電流偵測器

500‧‧‧拉釘機

70‧‧‧震動感測器

B‧‧‧電源

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧第二方向

P1‧‧‧第一參數值

P2‧‧‧第二參數值

P3‧‧‧第三參數值

R1‧‧‧第一轉動方向

R2‧‧‧第二轉動方向

S1‧‧‧第一轉速

S2‧‧‧第二轉速

S101、S102、S103‧‧‧步驟

S201、S202、S203‧‧‧步驟

T1‧‧‧拉釘時間

T2‧‧‧退釘時間

t0~t4‧‧‧時間點

圖1為本發明第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的控制方法的流程圖。

圖4為本發明第二較佳實施例之拉釘機的方塊圖。

圖5為上述較佳實施例之拉釘機於拉動工件過程中，馬達的電流與時間之關係的示意圖。

圖6上述較佳實施例之拉釘機的控制方法的流程圖。

圖7為本發明第三較佳實施例之拉釘機的方塊圖。

為能更清楚地說明本發明，茲舉較佳實施例並配合圖式詳細說明如後。請參圖1所示，為本發明第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、一以轉速偵測器30為例的拉釘負載代表參數偵測器、一開關40、一控制模組50與一電源B，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，其具有一身部與一帽部，身部具有一釘頭201與一釘桿202，帽部具有一帽身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，轉速偵測器30所偵測的轉速即為本實施例的拉釘負載代表參數。本實施例中，轉速偵測器30為一磁感應元件(例如霍爾感測器)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B連接控制模組50，且透過控制模組50電性連接驅動裝置20的馬達24、轉速偵測器30，以提供拉釘機100之各構件所需之電力。前述之電源B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，亦即本實施例的拉釘負載代表參數與時間的變化關係。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開始以一第一轉速S1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(斜率變化為負斜率)。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85~95%，於此定義時間點為t2時的轉速為一第一參數值。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)，於此定義時間點為t3時的轉速為一第二參數值，代表工件200的釘桿202被拉斷或即將斷裂，而後轉速開始提升(斜率變化為正斜率)。在時間點t4時，確認工件200完全被拉斷，在時間點t4時的轉速約為時間點t0~t1之轉速的85%以上至100%，於此定義時間點為t4時的轉數為一第三參數值。而後即可控制轉軸242以一第二轉速S2沿第二轉動方向R2反轉退釘。

藉由上述之原理，吾人即可進行本實施例之拉釘機100的控制方法，其包含圖3所示之下列步驟：步驟S101，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以第一轉速S1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(即本實施例拉釘負載代表參數)，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S102，由所偵測的轉速之變化，取得該夾持機構10拉斷工件200之身部的一拉釘時間T1(圖2參照)。本實施例中，隨著夾持機構10逐漸夾緊工件200的身部，所測得的轉速會由第一轉速開始下降，而控制模組50在轉速偵測器30所偵測的轉速為該第一參數值P1(該第一轉速的85~95%之間)時開始計時。當轉速降至第二參數值P2(第一轉速的80%以下)，而後回升至第三參數值P3(第一轉速的85~100%)時控制模組50即可判斷為工件200的身部已被拉斷而停止計時，以取轉速由第一參數值P1經第二參數值P2再變化至第三參數值P3的時間，並設定為該拉釘時間T1。再依據該拉釘時間T1產生一退釘時間T2，其中該退釘時間T2不小於該拉釘時間T1。本實施例中，該退釘時間T2的計算方式為該拉釘時間T1加上一補償時間，該補償時間為1秒以內，補償時間之作用為補償夾持機構10在夾持工件200之身部的初期(即圖2中時間點t1~t2)的時間誤差。實務上，該退釘時間T2亦可等於該拉釘時間T1。

本實施例中，於步驟S102中包含偵測轉軸242的轉速為該第二參數值P2時，將此時該轉動件22的轉速設定為一第三轉速。於其它實施例中，若採用其它非轉速之負載拉釘參數(例如馬達所消耗的電流)，則是在負載拉釘參數為第二參數值P2時，偵測該轉動件22的轉速並設定為第三轉速。

步驟S103，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，且在該轉動件沿該第二轉動方向轉動的時間達到該退釘時間T2後，控制該驅動裝置使該轉動件停止轉動。本實施例中，控制模組50控制馬達24，使轉軸242以第二轉速S2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。轉動的時間達到該退釘時間T2後即可確保工件200身部被拉斷之部位可退出夾持機構10。該第二轉速不大於該第一轉速，本實施例中，該第二轉速為該第一轉速與該第三轉速之和的一半以上。實務上，在步驟S102中亦可不偵測第三轉速，直接以第一轉速的一預定倍率設定為第二轉速，其中該預定倍率可為60~100%。

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，而使得第一轉速降低時，由於反轉時的第二轉速是以第一轉速為基礎而設定，可避免第二轉速為固定值時，反轉之轉速無法提升至固定的第二轉速之缺失。

由上述可知，本實施例的拉釘機100的控制方法，可直接藉由轉動件22的轉速判斷夾持機構10拉斷工件200的時機，並控制夾持機構退釘，達到確保工件200身部被拉斷之部位可以退出夾持機構10之目的，避免拉斷之部位無法完全退出。

圖4所示為本發明第二較佳實施例之拉釘機400，其係以第一實施例之結構為基礎，更包括一以電流偵測器60為例的拉釘負載代表參數偵測器，電流偵測器60設置於馬達的電力輸入的連接線上，用以偵測馬達所消耗的電流，本實施例的拉釘負載代表參數即為馬達消耗的電流。

請配合圖5為馬達消耗的電流與時間的關係，圖5中時間點t0為轉軸242開始以一第一轉速S1沿第一轉動方向轉動的時間點。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前之電流(即空載或接近空載之電流)，此時，使得電流為最低，定義為一初始電流。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，馬達24的負載增加，電流開始呈現上升(斜率變化為正斜率)。時間點t2時，夾持機構10持續拉扯釘桿202，電流開始呈穩定上升狀態，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，電流約為初始電流的105~115%，於此定義時間點為t2時的電流為一第一參數值P1。在時間點t3時，電流最高，其電流約為初始電流的120~140%(依不同工件200之釘桿202的軟硬度不同而有差異)，於此定義時間點為t3時的電流為一第二參數值P2，代表工件200的釘桿202被拉斷或即將斷裂，而後電流開始下降(斜率變化為負斜率)。在時間點t4時，確認工件200完全被拉斷，在時間點t4時的電流約為初始電流的100~115%，於此定義時間點為t4時的電流為一第三參數值P3。而後即可控制轉軸242以一第二轉速S2沿第二轉動方向R2反轉退釘。

本實施例的控制方法，其包含圖6所示之下列步驟：步驟S201，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以第一轉速S1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透過電流偵測器60持續偵測馬達24所消耗的電流(即本實施例拉釘負載代表參數)，並對電流取樣。時間點t0~t1(空載時)馬達24所消耗的電流為初始電流。

步驟S202，由所偵測的電流之變化，取得該夾持機構10拉斷工件200之身部的一拉釘時間T1(圖5參照)。本實施例中，隨著夾持機構10逐漸夾緊工件200的身部，所測得的電流會由初始電流變化為第一參數值P1，再變化至第二參數P2，而後變化至第三參數值P3時控制模組50即可判斷為工件200的身部已被拉斷而停止計時，以取電流由第一參數值P1經第二參數值P2再變化至第三參數值P3的時間，並設定為拉釘時間T1。再依據該拉釘時間T1產生退釘時間T2，其中該退釘時間T2不小於該拉釘時間T1。

步驟S203，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，且在該轉動件沿該第二轉動方向轉動的時間達到該退釘時間T2後，控制該驅動裝置使該轉動件停止轉動。藉此，同樣可以達到確保工件200身部被拉斷之部位退出夾持機構10。

圖7為本發明第三較佳實施例之拉釘機500，其具有大致相同於第二實施例之結構及大致相同的控制方法，不同的是，本實施例的拉釘負載代表參數偵測器為震動感測器70，用以轉動件轉動的過程中所產生的震動，本實施例的拉釘負載代表參數為震動的程度。拉釘負載代表參數偵測器亦可為一拾音器，轉動件轉動的過程中震動所產生的聲音。本實施例之拉釘負載代表參數的變化趨勢與圖2之時間點t0~t4的變化趨勢類似，藉此，同樣可以進行本發明拉釘機的控制方法。

在一實施例中，負載參數偵測器亦可為一電壓偵測器，用以偵測電源B(以電池為例)的電壓，拉釘負載代表參數即為電池的電壓。拉釘負載代表參數的變化趨勢與圖2之時間點t0~t4的變化趨勢類似，同樣可以進行本發明拉釘機的控制方法。

在一實施例中，負載參數偵測器亦可為一扭力偵測器(例如應變規)，用以轉動件所受的扭力，拉釘負載代表參數即為扭力偵測器所得的扭力。拉釘負載代表參數的變化趨勢與圖5之時間點t0~t4的變化趨勢類似，同樣可以進行本發明拉釘機的控制方法。

據上所述，發明之拉釘機的控制方法，可藉由偵測拉釘負載代表參數之變化判斷夾持機構10拉斷工件200的時間，並控制夾持機構退釘的時間，以自動將工件被拉斷之部位退出，並可確保工件200身部被拉斷之部位可以退出夾持機構10，避免工件被拉斷之部位無法完全退出。

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。

Claims (11)

1. 一種拉釘機的控制方法，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的一身部，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，並偵測一拉釘負載代表參數；B、由所偵測的該拉釘負載代表參數之變化，取得該夾持機構拉斷工件之身部的一拉釘時間；C、控制該驅動裝置，使該轉動件沿相反於該第一轉動方向的該第二轉動方向轉動，以帶動該夾持機構朝相反於該第一方向的該第二方向移動，且在該轉動件沿該第二轉動方向轉動的時間達到一退釘時間後，控制該驅動裝置使該轉動件停止轉動，其中該退釘時間不小於該拉釘時間。
2. 如請求項1所述之拉釘機的控制方法，其中該退釘時間為該拉釘時間加一補償時間，該補償時間為1秒以內。
3. 如請求項1所述之拉釘機的控制方法，其中步驟A中係使該轉動件以一第一轉速沿該第一轉動方向轉動；步驟C中係使該轉動件以一第二轉速沿該第二轉動方向轉動，其中，該第二轉速不大於該第一轉速。
4. 如請求項3所述之拉釘機的控制方法，其中步驟B中該拉釘負載代表參數之變化由一第一參數值改變為一第二參數值而後又改變 為一第三參數值，其中，該拉釘負載代表參數由該第一參數值變化至該第二參數值的斜率變化為正斜率與負斜率之中的一者，由該第二參數值變化至該第三參數值的斜率變化為正斜率與負斜率之中的另一者；步驟B中包含偵測該拉釘負載代表參數為該第二參數值時該轉動件的轉速並設定為一第三轉速；步驟C中，該第二轉速為該第一轉速與該第三轉速之和的一半以上。
5. 如請求項4所述之拉釘機的控制方法，其中該拉釘負載代表參數為該轉動件的轉速；該拉釘負載代表參數由該第一參數值變化至該第二參數值的斜率變化為負斜率，由該第二參數值變化至該第三參數值的斜率變化為正斜率。
6. 如請求項5所述之拉釘機的控制方法，其中該第一參數值為該第一轉速的85~95%之間；第二參數值為該第一轉速的80%以下；該第三參數值為該第一轉速的85~100%之間；步驟B中，係取該轉動件的轉速由該第一參數值降低到該第二參數值而後又回升到第三參數值的時間為該拉釘時間。
7. 如請求項1所述之拉釘機的控制方法，其中步驟B中係依據該拉釘負載代表參數之變化，取得該拉釘負載代表參數由一第一參數值改變為一第二參數值而後又改變為一第三參數值的時間，並設定為該拉釘時間，其中，該拉釘負載代表參數由該第一參數值變化至該第二參數值的斜率變化為正斜率與負斜率之中的一者，由該第二參數值變化至該第三參數值的斜率變化為正斜率與負斜率之中的另一者。
8. 如請求項7所述之拉釘機的控制方法，其中該驅動裝置包括一馬達帶動該轉動件轉動；該拉釘負載代表參數為該馬達消耗的電流，該拉釘負載代表參數由該第一參數值變化至該第二參數值的斜率變化 為正斜率，由該第二參數值變化至該第三參數值的斜率變化為負斜率；步驟A中該馬達轉動時消耗的電流為一初始電流；該第一參數值為該初始電流的105~115%之間，該第二參數值為初始電流的120%以上；該第三參數值為該初始電流的100~115%之間。
9. 如請求項1所述之拉釘機的控制方法，其中該拉釘機包括一電池；該驅動裝置包括一馬達帶動該轉動件轉動，且該電池供應該馬達所需之電力；該拉釘負載代表參數為該電池的電壓。
10. 如請求項1所述之拉釘機的控制方法，其中該拉釘負載代表參數為該轉動件所受之扭力。
11. 如請求項1所述之拉釘機的控制方法，其中該拉釘負載代表參數為該拉釘機之震動。