TWM535618U

TWM535618U - 工作機械防夾伺服自動門裝置

Info

Publication number: TWM535618U
Application number: TW105212479U
Authority: TW
Inventors: Tzu-Yuan Yeh
Original assignee: Future Life Technology Co Ltd
Priority date: 2016-08-17
Filing date: 2016-08-17
Publication date: 2017-01-21

Description

工作機械防夾伺服自動門裝置

本創作有關一種工作機械防夾伺服自動門裝置，其能增加工作機械自動門的防夾安全性，並能設定安全門範圍的位置檢知訊號。

如所知，一般重型加工機械如切削機、射出機、鑽孔機、CNC自動車床、衝床、洗床、刨床等，因其具有高量扭力、衝擊力及破壞刀刃，因此皆設有機械運作時防止操作者肢體進入工作範圍之安全柵或安全門。

上述機械安全門之基本構造，通常包含由油壓系統及伺服馬達驅動安全的開啟或關閉，其中開啟動作係由控制系統中於機械工作中斷或由操作者經按壓開啟開關後啟動。

另關閉動作係由控制系統中於機械工作開始前或由操作者經按壓關閉開關後啟動關門，另系統中額外內建有緊急停止關門保護機制，即設有門未全完關閉不啟動工作、觸動開關及偵測器檢知電路等。

顯然門未完全關閉不得啟動工作不在話下，另於關門行程中觸動開關觸及物品及偵測器偵測出物體時，即刻發出指令緊急停止關門，也是習知基本技藝並無特別之處。

工作機械安全門常有遇有阻力無法正確判斷之誤動作情況，當安全門關門時若遇有阻力，通常只有阻力大過油壓壓力或馬達扭力時才會被迫使安全門停止。

但油壓系統或馬達易被損壞，但當阻力未超過油壓壓力或馬達扭力時，可能真的是操作者肢體進入危險區或有工具、零組件掉於軌道上，而安全門卻忽略該危險未停止關門，據此很有可能因此釀成危害，包括肢體進入危險工作區、工具及零組件彈入工作區及操作者肢體被安全夾住等危害。

另系統必須於安全門完全關閉後，才會發出訊號放行啟動工作，換言之其並無提前發出預備動作指令功能，明顯存在等待及延遲時間過長之缺失。

鑑於傳統工作機械安全門之缺失，據此創作人研發提出本創作工作機械防夾伺服自動門裝置。

本裝置主要係於驅動安全門開門及關門之伺服馬達進行賦予多項功能之設計，其包含能增加工作機械自動門的防夾安全性，並能設定安全門範圍的位置檢知訊號，提前工作機械的預備動作並加速整體加工時間。

本創作工作機械防夾伺服自動門裝置包含外部介面、自動門應用程式及伺服馬達驅動器。

本創作中之自動門應用程式及伺服馬達驅動器，主要提供如下創新功能：A.關門時夾到異常負載檢知；B.關門時檢出後防夾保護動作；C.輸入/輸出(I/O Input/Output)檢知；D.安全門方向、行程限制保護；E.安全門校正模式提供。

整體上本創作工作機械防夾伺服自動門裝置，具有增加工作機械自動門的防夾安全、可外接安全開關使用及能設定安全門範圍的位置檢知訊號，據以提前工作機械的預備動作並加速整體加工時間。

P‧‧‧使用者

1‧‧‧外部介面

11‧‧‧I/O輸出裝置

12‧‧‧I/O輸入裝置

13‧‧‧參數設定/讀取裝置

2‧‧‧自動門應用程式

21‧‧‧外部操作指令接收

221‧‧‧目前位置辨識

222‧‧‧是否啟動

23‧‧‧前次指令是否完成

24‧‧‧運轉模式開關動作

241‧‧‧原點位置設定模式

242‧‧‧自動開門模式

243‧‧‧校正模式

244‧‧‧自動關門模式

25‧‧‧定點位置保持定位

261‧‧‧完成座標設定

262‧‧‧取消防夾保護機制

263‧‧‧取消防夾保護機制

264‧‧‧啟動防夾保護機制

265‧‧‧進行退開防夾機制

271‧‧‧完成指令

272‧‧‧到達開門位置

273‧‧‧啟動馬達運轉

274‧‧‧關/關門方向運轉

275‧‧‧啟動馬達運轉

276‧‧‧馬達煞車停止

281‧‧‧定點位置保持定位

282‧‧‧到達扭力檢知標準

283‧‧‧到達扭力檢知標準

291‧‧‧到達關門容許誤差

292‧‧‧外部觸發防夾機制

3‧‧‧伺服馬達驅動器

31‧‧‧原點位置設定

32‧‧‧定位指令下達

33‧‧‧異常扭力檢知

34‧‧‧驅動異檢知

35‧‧‧目前位置檢知

36‧‧‧完成設定

37‧‧‧啟動馬達運轉

38‧‧‧完成動作

第1圖為本創作主要結構分解立體圖。

第2圖為本創作結構剖視圖。

參第1、2圖所示，本創作工作機械防夾伺服自動門裝置，包含外部介面(1)、自動門應用程式(2)及伺服馬達驅動器(3)，該外部介面(1)係由伺服馬達連接至外部具顯示及輸入介面，而自動門應用程式(2)及伺服馬達驅動器(3)係設置於伺服馬達之電路板上。

參第1、2圖所示，其中外部介面(1)，包含如下單元：I/O輸出裝置(11)、I/O輸入裝置(12)及參數設定/讀取裝置(13)。

參第1圖所示，其中自動門應用程式(2)，包含如下邏輯路徑及執行指令：外部操作指令接收(21)、目前位置辨識(221)、是否啟動(222)、前次指令是否完成(23)、運轉模式開關動作(24)、定點位置保持定位(25)、完成座標設定(261)、取消防夾保護機制(262、263)、啟動防夾保護機制(264)、進行退開防夾機制(265)、完成指令(271)、到達開門位置(272)、啟動馬達運轉(273、275)、關/關門方向運轉(274)、馬達煞車停止(276)、定點位置保持定位(281)、到達扭力檢知標準(282、283)、到達關門容許誤差(291)及外部觸發防夾機制(292)。

該運轉模式開關動作(24)，其包含原點位置設定模式(241)、自動開門模式(242)、校正模式(243)及自動關門模式(244)。

參第2圖所示，其中伺服馬達驅動器(3)，包含如下邏輯設定、檢知及執行指令：原點位置設定(31)、定位指令下達(32)、異常扭力檢知(33)、驅動異常檢知(34)、目前位置檢知(35)、完成座標設定(36)、啟動馬達運轉(37)及完成動作(38)。

上述外部介面(1)，其I/O輸出裝置(11)、I/O輸入裝置(12)及參數設定/讀取裝置(13)可供使用者(P)直接操作鍵入相關參數。

I/O輸入裝置(12)及參數設定/讀取裝置(13)連結至自動門應用程式(2)並將使用者(P)輸入參數傳輸給自動門應用程式 (2)，自動門應用程式(2)連結至I/O輸出裝置(11)及參數設定/讀取裝置(13)並將自動門應用程式(2)及伺服馬達驅動器(3)之執行結果傳輸給I/O輸出裝置(11)及參數設定/讀取裝置(13)顯示，供使用者接收該結果訊息。

上述自動門應用程式(2)，其外部操作指令接收(21)接受由使用者(P)經I/O輸入裝置(12)及參數設定/讀取裝置(13)鍵入之相關參數並將參數傳輸給是否啟動(222)閘門，經其判斷後若為「否定No」即傳輸給目前位置辨識(221)及I/O輸出裝置(11)並顯示，若為「肯定Yes」即傳輸給前次指令是否完成(23)閘門。

該前次指令是否完成(23)閘門，經其判斷後若為「否定No」即同樣傳輸給目前位置辨識(221)及I/O輸出裝置(11)並顯示，若為「肯定Yes」即同時傳輸給運轉模式開關動作(24)之原點位置設定模式(241)、自動開門模式(242)、校正模式(243)及自動關門模式(244)。

隨後，運轉模式開關動作(24)分別為：該原點位置設定模式(241)，當其設定後經由完成座標設定(261)再傳輸給目前位置辨識(221)及I/O輸出裝置(11)並顯示；該自動開門模式(242)，先通知取消防夾保護機制(262)並允許啟動馬達運轉(273)，經檢視到達開門位置(272)而下達完成指令(271)，之後傳輸給目前位置辨識(221)及I/O輸出裝置(11)並顯示；該校正模式(243)，當其校正程序先通知取消防夾保護機制(263)並進行確認開/關門方向運轉(274)、到達扭力檢知標準(282)，即執行定點位置保持定位(281)，再經完成指令(271)並傳輸給目前位置辨識(221)及I/O輸出裝置(11)並顯示；該自動關門模式(244)，先通知啟動防夾機制(264)並允許啟動馬達運轉(275)，經檢視到達扭力檢知標準(283)閘門，經其判斷後若為「否定No」即傳輸給外部觸發防夾機制(292)閘門，該外部觸發防夾機制(292)閘門，經其判斷後若為「否定No」即代表到達關門容許誤差(291)，再經完成指令(271)並傳輸給目前位置辨識(221)及I/O輸出裝置(11)並顯示，該視到達扭力檢知標準(283)及外部觸發防夾機制(292)閘門，若為「肯定Yes」即進行馬達煞車停止(276)、進行退開防夾機制(265)及定點位置保持定位(25)並回到前述是否啟動(222)閘門。

如第1、2圖所示，其中外部介面(1)中之I/O輸出裝置(11)，係為I/O輸出檢知使用，其包含：A.使用者可自行依設定總行程位置設定數點位置作區間檢知；B.可作位置確認並提供預備動作使用，據以加快工作時間；C.異常負載檢出訊號，發生異常時顯示並提供辨別。

如第1圖所示，其中自動門應用程序中(2)中之原點位置設定模式(241)，係為馬達定位於關門原點容許誤差內時，關閉扭力檢知保護，其包含：A.關門動作結束時可產生一定預壓扭力，確保自動門緊密關閉；B.可決定是否使用預壓扭力，依不同的關門原點的設定方式。

如第1圖所示，其中自動門應用程序中(2)中之自動關門模式(244)，係為關門時夾到異常檢知，其利用關門時電流量進行檢知，其包含：A.使用者可依馬達額定自行設定該扭力電流檢知量；B.使用者可自行設定檢知標準時間ms；C.使用者可依需求設定，據以過濾非夾到東西之異常狀態，如鐵屑、機件老化等。

如第1圖所示，其中自動門應用程序中(2)中之校正模式(243)，係為可進行開、關門方向的尋邊，其包含：A.便於關門點的校正；2.確保關門點座標的準確性；3.若有使用關門預壓功能，關門校正重設原點可確保每次關門的預壓量，避免自動門上元件長期損耗導致無法閉合。

其中自動門應用程序中(2)中之啟動防夾保護機制(264)，係關門時檢出並作後序保護動作，其包含：A.檢出異常負載時立即辨視馬達運轉方向進行煞車減速停止動作；B.可設定馬達停止後是否往開門方向退開及退開量；C.設定異常負載檢出後進行退開動作，放鬆被夾物件的擠壓，若為人員可在第一時間抽離。

如第1圖所示，其中自動門應用程序中(2)中之啟動馬達運轉(273、275)，係為不同慣量負載皆可關門全行程檢知保護，其包含： A.啟動瞬間即開始進行異常常扭力檢知保護；B.關門動作加、減速時皆有扭力檢知防夾機制。

如第1圖所示其中自動門應用程序中(2)中之開/關門方向運轉(274)，係為單方向異常負載檢知及行程限制保護，其包含：A.關門時依馬達運轉方向，進行單一方向異常負載檢知；B.可過濾反向異常負載如煞車動作，濾除關門時非夾到物件狀況；C.發出開門指令時不可往關門方向運轉，例如目前位置若大於目標開門位置即無法執行；D.發出關門指令時不可往開門方向運轉，例如目前位置若小於關門位置即無法執行。

如第1圖所示，其中自動門應用程序中(2)中之外部觸發防夾機制(292)，係外部防夾訊號使用，其包含：A.可由外部訊號啟動防夾機制；B.防夾退開機制，最大退開位置為總行程開門。

如第2圖所示，上述伺服馬達驅動器(3)，其中原點位置設定(31)及定位指令下達(32)接受由自動應用程序(2)輸入之參數，而原點位置設定(31)進行完成座標設定(36)並將訊號回饋給自動應用程序(2)；而定位指令下達(32)將令啟動馬達運轉(37)，經完成動作(38)並將訊號回饋給自動應用程序(2)；另伺服馬達驅動器(3)中之異常扭力檢知(33)、驅動異常檢知(34)、目前位置檢知(35) 將其檢知訊號回饋給自動應用程序(2)。

綜上所述，本創作具有增加工作機械自動門的防夾安全性，並能設定安全門範圍的位置檢知訊號。