机械手用电永磁吸盘充退磁控制器及其控制方法技术

本发明专利技术涉及电机控制领域，公开了一种机械手用电永磁吸盘充退磁控制器，包括开关电源模块、整流滤波模块、主控制模块、驱动模块、IGBT模块、输出回路、保护控制模块、霍尔传感器以及外部控制模块；所述整流滤波模块、开关电源模块、主控制模块、驱动模块和IGBT模块顺次连接，所述主控制模块通过保护控制模块与霍尔传感器连接，所述主控制模块还连接外部控制模块，所述IGBT模块通过输出回路与机械手电永磁吸盘连接。本发明专利技术通过改变电路控制形式，能够实时监测输出电压或电流的变化并进行调整以达到吸盘磁力的变化从而控制机械手用电永磁吸盘，以使电永磁吸盘的输出磁力稳定可靠，用于解决控制器无法实时监测吸盘磁力变化和转换速度的问题。

【技术实现步骤摘要】
机械手用电永磁吸盘充退磁控制器及其控制方法
本专利技术涉及充退磁控制器领域，尤其涉及机械手用电永磁吸盘充退磁控制器及其控制方法。
技术介绍
随着社会发展、科技进步，自动化生产线出现在许多领域和行业中，尤其是在设备高速运转且转移工件的速度急速提高的应用环境下。有些行业在转移铁质器件时，由于器件重量大且工厂环境复杂，相应地对于自动化生产线中的机械手的要求也在逐渐提高，这时候机械手用电永磁吸盘便应运而生且在自动化生产线的各个环节中应用甚广。根据环境的生产工艺的不同要求，机械手的形态各异，对电器的要求也各不相同，其中最重要指标就是机械手用电永磁吸盘充退磁的转换速度。机械手用电永磁吸盘是安装在机械手腕的前端，通过电磁吸力把工件吸住，由于电永磁吸盘是感性负载，需要维持一定充退磁的时间，才能保证电永磁吸盘的磁力稳定。而传统的充退磁控制器一般采用可控硅形式，输出电流和时间很难精确控制，造成磁力不稳定；且因为机械手在生产线上高速运行，所以对机械手用电永磁吸盘的安全性控制也是非常需要关注和解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种机械手用电永磁吸盘充退磁控制器及其控制方法，用于解决传统的机械手电永磁吸盘充退磁控制器无法实时监测吸盘磁力变化和转换速度的问题。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：机械手用电永磁吸盘充退磁控制器，包括开关电源模块、整流滤波模块、主控制模块、驱动模块、IGBT模块、输出回路、保护控制模块、霍尔传感器以及外部控制模块；所述整流滤波模块、开关电源模块、主控制模块、驱动模块和IGBT模块顺次连接，所述主控制模块通过保护控制模块与霍尔传感器连接，所述主控制模块还连接外部控制模块，所述IGBT模块通过输出回路与机械手电永磁吸盘连接；所述开关电源模块用于给主控制模块供电；所述整流滤波模块用于将正负变化的交流电压变为单向脉动电压并减小脉动的直流电压中的交流成分，使输出电压纹波系数降低，从而将交流电源变成需要的直流电源；所述主控制模块用于根据外部控制模块设置的参数和拿取开关信号来计算并输出PWM信号；所述驱动模块用于响应主控制模块的PWM信号，并输出至IGBT模块；所述IGBT模块用于控制PWM值的方向和大小，以对实现输出电压或电流的变化从而控制机械手电永磁吸盘；所述保护控制模块用于根据检测到的当前工作电流是否异常，经过RS触发器电路进行逻辑处理后，输出使能驱动信号命令或禁用驱动信号命令来保护控制器和负载端的安全工作；所述霍尔传感器用于检测工作电流状态正常与否，将检测到的电流信号发送至主控制模块；所述外部控制模块用于将主控制模块发出的指令发送到外部设置的执行机构。进一步地，所述IGBT模块采用H桥电路布置，所述H桥电路由四组IGBT驱动芯片组成，以控制主回路输出电流的方向和大小。进一步地，所述整流滤波模块的一端与所述H桥电路的高压端连接，另一端与所述H桥电路的低压端连接；所述整流滤波模块包括三相整流桥电路和滤波电容电路。进一步地，所述主控制模块采用MCU芯片。进一步地，所述IGBT驱动芯片与MCU芯片之间通过RS触发器电路连接，以实现低压保护和电流保护。进一步地，所述外部控制模块包括位置传感器，所述位置传感器与机械手电永磁吸盘连接，用于采集机械手电永磁吸盘的位置变化信息并发送至主控制模块。进一步地，所述外部控制模块包括PLC控制器。进一步地，所述外部控制模块还包括操作面板，所述操作面板用于进行参数设置的输出状态设置。本专利技术还提供机械手用电永磁吸盘充退磁控制器的控制方法，其特征在于，输入电源经整流滤波模块进行整流和滤波后形成高压直流，经IGBT模块中的H桥回路输出可变的PWM波，通过改变H桥的输出方向和PWM值的大小，实现输出电压或电流的变化从而控制机械手用电永磁吸盘，以达到吸盘磁力的变化；主控制模块采用参数设置以及霍尔传感器对输出量进行采集，形成闭环伺服系统，并稳定可靠地输出电流或电压，以实现对吸盘的控制，产生稳定的磁力。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的机械手用电永磁吸盘充退磁控制器，通过改变电路控制形式，能够实时监测输出电压或电流的变化并进行调整以达到吸盘磁力的变化从而控制机械手用电永磁吸盘，以使电永磁吸盘的输出磁力稳定可靠，有效地防止吸盘磁力不足而导致脱落的危险。使转化时间由原来的秒级别下降到毫秒级别，大大的缩短了操作时间，节省了劳动力，提高了工作效率，实现了对控制器高速转换的要求。与此同时，还兼具对吸盘的电流检测保护功能并实现了与生产线的有效通讯，在设备上发生故障时，可以通过与生产线紧急通讯来控制整个设备及时停止，以避免事故发生，实现了安全保护。附图说明图1为本专利技术机械手用电永磁吸盘充退磁控制器的电路框图；图2为本专利技术机械手用电永磁吸盘充退磁控制器的功能实现框图；图3为本专利技术机械手用电永磁吸盘充退磁控制器的总体电路图；图4为本专利技术机械手用电永磁吸盘充退磁控制器的内部供电电路图；图5为本专利技术机械手用电永磁吸盘充退磁控制器中操作面板的电路图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行详细的说明。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。本专利技术提供机械手用电永磁吸盘充退磁控制器，参照图1、图2，机械手用电永磁吸盘充退磁控制器，包括开关电源模块、整流滤波模块、主控制模块、驱动模块、IGBT模块、输出回路、保护控制模块、霍尔传感器以及外部控制模块；所述整流滤波模块、开关电源模块、主控制模块、驱动模块和IGBT模块顺次连接，所述主控制模块通过保护控制模块与霍尔传感器连接，所述主控制模块还连接外部控制模块，所述IGBT模块通过输出回路与机械手电永磁吸盘连接；所述开关电源模块用于给主控制模块供电；所述整流滤波模块用于将正负变化的交流电压变为单向脉动电压并减小脉动的直流电压中的交流成分，使输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.机械手用电永磁吸盘充退磁控制器，其特征在于，包括开关电源模块、整流滤波模块、主控制模块、驱动模块、IGBT模块、输出回路、保护控制模块、霍尔传感器以及外部控制模块；/n所述整流滤波模块、开关电源模块、主控制模块、驱动模块和IGBT模块顺次连接，所述主控制模块通过保护控制模块与霍尔传感器连接，所述主控制模块还连接外部控制模块，所述IGBT模块通过输出回路与机械手电永磁吸盘连接；/n所述开关电源模块用于给主控制模块供电；/n所述整流滤波模块用于将正负变化的交流电压变为单向脉动电压并减小脉动的直流电压中的交流成分，使输出电压纹波系数降低，从而将交流电源变成需要的直流电源；/n所述主控制模块用于根据外部控制模块设置的参数和拿取开关信号来计算并输出PWM信号；/n所述驱动模块用于响应主控制模块的PWM信号，并输出至IGBT模块；/n所述IGBT模块用于控制PWM值的方向和大小，以对实现输出电压或电流的变化从而控制机械手电永磁吸盘；/n所述保护控制模块用于根据检测到的当前工作电流是否异常，经过RS触发器电路进行逻辑处理后，输出使能驱动信号命令或禁用驱动信号命令来保护控制器和负载端的安全工作；/n所述霍尔传感器用于检测工作电流状态正常与否，将检测到的电流信号发送至主控制模块；/n所述外部控制模块用于将主控制模块发出的指令发送到外部设置的执行机构。/n...

【技术特征摘要】
1.机械手用电永磁吸盘充退磁控制器，其特征在于，包括开关电源模块、整流滤波模块、主控制模块、驱动模块、IGBT模块、输出回路、保护控制模块、霍尔传感器以及外部控制模块；
所述整流滤波模块、开关电源模块、主控制模块、驱动模块和IGBT模块顺次连接，所述主控制模块通过保护控制模块与霍尔传感器连接，所述主控制模块还连接外部控制模块，所述IGBT模块通过输出回路与机械手电永磁吸盘连接；
所述开关电源模块用于给主控制模块供电；
所述整流滤波模块用于将正负变化的交流电压变为单向脉动电压并减小脉动的直流电压中的交流成分，使输出电压纹波系数降低，从而将交流电源变成需要的直流电源；
所述主控制模块用于根据外部控制模块设置的参数和拿取开关信号来计算并输出PWM信号；
所述驱动模块用于响应主控制模块的PWM信号，并输出至IGBT模块；
所述IGBT模块用于控制PWM值的方向和大小，以对实现输出电压或电流的变化从而控制机械手电永磁吸盘；
所述保护控制模块用于根据检测到的当前工作电流是否异常，经过RS触发器电路进行逻辑处理后，输出使能驱动信号命令或禁用驱动信号命令来保护控制器和负载端的安全工作；
所述霍尔传感器用于检测工作电流状态正常与否，将检测到的电流信号发送至主控制模块；
所述外部控制模块用于将主控制模块发出的指令发送到外部设置的执行机构。


2.根据权利要求1所述的机械手用电永磁吸盘充退磁控制器，其特征在于，所述IGBT模块采用H桥电路布置，所述H桥电路由四组IGBT驱动芯片组成，以控制主回路输出电流的方向和大小。


3.根据权利要求1或2所述的机械手用电永磁吸...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨莉，王云富，
申请(专利权)人：西安鸣士机电开发有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61