用于监控受压力驱动的执行器的功能状态的方法及可压力驱动的执行器技术

本发明专利技术涉及一种用于监控受压力驱动的执行器(10)的功能状态的方法，该执行器具有至少部分被柔性可形变壁(14)限制的执行器空间(12)，其中，执行器(10)通过由工作压力供给部(16)对执行器空间(12)施加压力而被操纵，其中，为了操纵执行器而执行工作过程，该工作过程随执行器(10)从初始设置至最终设置的过渡而进行。借助于用于测量对执行器空间(12)施加压力的传感装置(24)，在从初始设置至最终设置的过渡期间，根据时间对压力进行测量。本发明专利技术也涉及一种受压力驱动的执行器。

Method for monitoring the functional state of a pressure actuated actuator and a pressure actuated actuator

The invention relates to a method for monitoring the pressure driven actuator (10) for the functional state, the actuator has at least partially flexible deformable wall (14) actuator space limit (12), wherein the actuator (10) by working pressure supply unit (16) to the actuator. The space (12) pressure and manipulation, which, in order to control the actuator and the implementation process, the working process with the actuator (10) the transition from the initial set to a final set of. With the aid of a sensing device (24) for measuring the pressure exerted on the actuator space (12), the pressure is measured according to time during the transition from the initial setting to the final setting. The present invention also relates to a pressure actuated actuator.

【技术实现步骤摘要】
用于监控受压力驱动的执行器的功能状态的方法及可压力驱动的执行器
本专利技术涉及一种用于监控受压力驱动的执行器的功能状态的方法以及可压力驱动的执行器。
技术介绍
在WO2005/110907A1中或在US4,413,853A中描述了诸如负压夹具、波纹管或具有吸虹软管的软管虹吸管的被负压驱动的执行器的应用领域。另一应用领域是受压力驱动的执行器，诸如气动或液压执行器或机械。存在这样的执行器，为操纵执行器对柔性可形变的执行器空间施加压力。在此，基本可涉及过压(对于被过压驱动的执行器)或负压(对被负压驱动的执行器)。特别借助于工作流体实现施加执行器空间压力，工作流体由工作压力供给部(例如压力源、负压泵、喷射器等)提供。工作流体基本可具有相对于环境的过压或负压。工作流体例如可以是液压流体或诸如压缩气体，如压缩空气。特别地本专利技术涉及具有空气作为工作流体的气动执行器。所述的执行器同样应涉及更负责的操作过程或生产过程，在其中必须实现对物体的升起、夹持、夹紧、加工或其他处理。特别地，期望自动化的进行过程。这需要相互匹配地且根据需求地实现单个功能单元的运行。为实现该情况，执行器的功能状态应在其运行期间被监控。特别地，应确定功能数据，其表示功能状态且例如涉及执行器的当前运行状态、设置、负荷状态等。对于该特性信息有大量不同的影响因素。一方面执行器的机械特性随时间而改变，例如由于所使用的材料的老化或磨损。同样地，工作流体的流体力学特性可随时间改变。此外，执行器的当前功能状态自身影响可测量的特性值。执行器空间的当前压缩状态和/或执行器空间的当前形变状态在压力改变时影响其特性。为获取关于在复杂设备中的单个单元的功能状态的可靠且有说服力的信息，已知将不同的被压力驱动的或压力控制的单元分别关联传感器，其监控不同的特性。例如，可监控负压夹持装置的供给压力(例如，DE102014206308A1)，或可监控被提供给压缩空气驱动的喷射器的供给压缩空气(例如WO2013120801A1)。此外已知，可通过传感器实现对执行器的各初始设置或最终设置的监控。为监控不同类型的功能状态，因此需要多个具有配属的数据通信和控制的传感器，这导致升高的结构成本和容易出错性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，使得可以通过结构简单的方式实现对受压力驱动的执行器的功能状态的可靠监控。该目的通过权利要求1所述的用于监控受压力驱动的执行器的功能状态的方法实现。相应地，该目的也通过用于运行被驱动的执行器的方法实现，该方法具有在权利要求1中所述的以及下文中更加详细说明的方法特征。该方法通过被压力驱动的、且具有执行器空间的执行器实施，该执行器空间是可柔性形变的。对此，该执行器空间至少部分被柔性可形变壁限制。特别地，该壁被构建成柔性的且可弹性形变。为运行执行器，执行器空间被施加压力(过压或负压)。驱动执行器的压力由工作压力供给部提供。为了操纵执行器，根据本方法实施工作过程，其中，该工作过程随执行器从初始设置至最终设置的过渡而进行。通过对执行器空间施加压力而导致该过渡。从初始设置至最终设置的过渡与执行器空间的形变相关，特别与执行器空间的柔性壁的形变相关。传感装置被用于监控功能状态，该传感装置被设计成用于测量施加给执行器空间的压力。在从初始设置至最终设置的过渡期间，即在工作过程期间，通过该传感装置，根据时间测量对执行器空间施加压力。对此，传感装置特别可测量在执行器空间中主导的压力。也可设想测量在至执行器空间的通道中的压力，通过该通道实现与工作压力供给部的连接。可通过下述方式实现对功能状态的监控，即施加给执行器空间的压力并非单独通过工作压力供给部确定。更确切地，在被提供的工作压力供给部中，针对执行器空间的时间上的压力分布通过多种方式被影响，例如通过材料特性、通过执行器的当前设置(例如被施压的执行器空间的容积、执行器空间的形变状态、限制执行器空间的壁的形变状态或压缩状态)，以及被作用到执行器上的负荷状态影响(例如由于贴靠的物体的重量)。因为执行器空间至少部分地被柔性可形变壁限制，壁的机械特性以及由此执行器空间的形变可根据压力而相对强烈地变化。这导致在具有柔性壁的执行器的所述方式中，由功能状态产生施加给执行器空间的压力的独特依赖性。因此可通过在不同的时间点对施加给执行器空间的压力的测量值推导关于执行器的功能状态和负荷状态的结论。借助于传感器测量结果可确定功能数据。被确定的功能数据表示功能状态。在此，功能状态和功能数据可以涉及不同的信息。下文中示例性列出这样的信息：执行器的当前运行状态，例如驶入和驶出状态(例如，驱动执行器的最终位置状态)，(例如负压夹持装置的)夹持状态或释放状态；执行器的或限制执行器空间的壁的当前设置和/或形变，例如压力室的压缩，(例如波纹管-执行器的或可形变的负压吸气装置的)弹性形变度；执行器的当前负荷状态，例如通过利用执行器被操纵的(例如被夹持的、被操作的)的物体的重力或惯性力；特别是也识别待操纵的物体的存在性或不存在性；执行器的当前磨损状况，(例如对于波纹管、吸虹软管或负压夹具)例如材料疲劳改变的材料特性，如刚性或弹性，相互摩擦的材料部分的改变的摩擦值；此外磨损可导致过压驱动或负压驱动的执行器的密封质量的改变。通过该方法可仅通过一个传感装置(例如仅通过一个压力传感器)确定多种信息。相比于具有包括多个传感器的复杂传感装置的系统，可降低容易出错性。被确定的功能数据可被用于根据要求控制执行器。特别可行的是，根据被测得的压力的时间分布调节工作压力供给部。例如执行器为负压夹持装置，则在夹持过程(工作过程)期间，对于各类型的物体最佳的作用力可被施加用于所期望的操作。因此对于敏感的物体可避免表面损伤和形变。此外使得可监控时间上的压力分布，监控和评价工作过程。例如，在作为执行器的负压夹具中，通过压力分布的特点可确定，物体是否常规地被夹持，该物体多重，和/或该物体多大。基本上，通过测量其他的流体特征值可确定关于功能状态的结论。就此而言，基本上可设想，测量流入执行器空间的和/或流出执行器空间的体积流量。也可通过这样的测量数据确定针对所述特性的功能数据。当在如在执行器的常规运行时出现的负荷的作用下实施工作过程时是特别有利的。就此而言，在执行器的实际工作过程期间，例如在操作物体期间，或在借助于执行器驱动装置期间，实现测量。就此而言，不要求中断常规使用来监控功能状态。为了能够可靠地监控被测得的压力时间上的改变，根据一个有利的设计方案，由工作压力供给部提供的工作流体的体积流量可匹配执行器空间的大小和/或机械特性。对此可设置成，使得在工作压力供给部与执行器空间之间连接节流阀、流体阻力、流体挡板等。由此可减少体积流量，且压力的时间上的改变放缓。由此可防止压力的时间上的过快改变以及不精确地监控。根据本方法的一个特别有利的设计方案，确定在工作过程期间表示压力的时间分布的特征曲线。特别地，特征曲线被存储在存储装置中。绘制的特征曲线使得能够以不同方式地推导影响因素以及由此推导功能状态。特别地，例如在不同的压力水平下和/或在不同的时间，不同方式地影响特征曲线的不同区域。在特征曲线的分布中例如可区分执行器的材料特性(例如由于老化过程和/或磨损过程)的变化与执行器的负荷(例如通过物体的重力)。这特别适用于具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于监控受压力驱动的执行器(10)的功能状态的方法，该执行器具有至少部分被柔性可形变壁(14)限制的执行器空间(12)，其中，执行器(10)通过由工作压力供给部(16)对执行器空间(12)施加压力而被操纵，其中，为了操纵执行器而执行工作过程，该工作过程随执行器(10)从初始设置至最终设置的过渡而进行，其中，借助于用于测量对执行器空间(12)施加压力的传感装置(24)，在从初始设置至最终设置的过渡期间，根据时间对压力进行测量，其中，确定表示在工作过程期间压力的时间分布的特征曲线(a,b,c,d)，且将特征曲线存储在存储装置(26)中，其特征在于，比较所确定的特征曲线与被存储在存储装置(26)中的参考特征曲线，和/或确定与参考特征曲线的偏差，且由特征曲线的分布和/或与参考特征曲线的偏差确定表示执行器(10)的功能状态的功能数据。

【技术特征摘要】
2016.05.09 EP 16168786.81.一种用于监控受压力驱动的执行器(10)的功能状态的方法，该执行器具有至少部分被柔性可形变壁(14)限制的执行器空间(12)，其中，执行器(10)通过由工作压力供给部(16)对执行器空间(12)施加压力而被操纵，其中，为了操纵执行器而执行工作过程，该工作过程随执行器(10)从初始设置至最终设置的过渡而进行，其中，借助于用于测量对执行器空间(12)施加压力的传感装置(24)，在从初始设置至最终设置的过渡期间，根据时间对压力进行测量，其中，确定表示在工作过程期间压力的时间分布的特征曲线(a,b,c,d)，且将特征曲线存储在存储装置(26)中，其特征在于，比较所确定的特征曲线与被存储在存储装置(26)中的参考特征曲线，和/或确定与参考特征曲线的偏差，且由特征曲线的分布和/或与参考特征曲线的偏差确定表示执行器(10)的功能状态的功能数据。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，仅在从工作过程开始的限定时间间隔(t1；t2)中测量压力，且将该压力与被存储在存储装置(26)中的参考值比较，和/或确定与参考值的偏差。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，连续测量压力，且比较特征曲线与针对离散参考时间点(t1；t2)被限定的且被限制的数量的压力参考值，和/或确定与参考值的偏差。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，这样地调节工作压力供给部(16)和/或这样地调节对执行器空间(12)施加压力，使得在从工作过程开始的被限定的时间间隔中，施加给执行器空间(12)的压力对应于相应被预定的额定值，或与相应被预定的额定值的偏差最大为被预定的容许偏差。5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿琳·德弗朗切斯基，沃尔特·邓克曼，
申请(专利权)人：J施迈茨有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE