精确控制夹持部旋转角度的装置及其实现方法与流程

本发明涉及一种控制部件旋转角度的装置，具体地说，是涉及一种精确控制夹持部旋转角度的装置及其实现方法。

背景技术：

控制夹持部旋转角度的装置包括夹持部件、转盘、进瓶星轮、支撑架和出瓶星轮，转盘上均匀设有多个安装孔，安装孔均匀分布于转盘的外边沿，夹持部件设置在安装孔内，其两端均与安装孔内壁转动连接，进瓶星轮、出瓶星轮分别设置在支撑架的两侧，进瓶星轮、出瓶星轮上均均匀设有用于夹持瓶子的开口，开口和安装孔大小相同，开口和安装孔相对应；瓶子从进瓶星轮进入转盘，经过加工后，从出瓶星轮送出瓶子；在瓶子从进瓶星轮传送到转盘的夹持部件上面以及从转盘的夹持部件传送到出瓶星轮的过程当中，由于瓶子本身的不规则性，瓶颈或者瓶身处在过渡的节点(即瓶子进入夹持部件和瓶子送出夹持部件)处会与夹持部发生干涉与擦挂。现有技术是通过对进瓶星轮和出瓶星轮位置的补偿来调整进瓶星轮和出瓶星轮与转盘之间的相位角度，使得瓶子在过渡处避免与夹持部发生干涉与擦挂，该技术方法调整起来比较方便，不需要改动PLC程序的原有构架。

现有技术存在以下缺陷：上述方案在进瓶星轮和出瓶星轮与转盘的相位经过补偿过后，夹持部件在夹紧瓶子的时候瓶子并没有在夹持部件的正中间，继而在夹持的一瞬间瓶子会产生一定的震荡导致瓶内液体出现气泡，这样就会对后面的灯检造成干扰。

技术实现要素：

本发明要解决的问题是现有设备夹持瓶子时会产生的震荡引起瓶内液体出现气泡，对后面的灯检造成干扰。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种精确控制夹持部旋转角度的装置包括夹持部件、转盘、进瓶星轮、支撑架、出瓶星轮、伺服电机、运动控制器、伺服驱动器和可编程控制器，转盘上均匀设有多个安装孔，安装孔均匀分布于转盘的外边沿，夹持部件设置在安装孔内，其两端均与安装孔内壁转动连接，进瓶星轮、出瓶星轮分别设置在支撑架的两侧，进瓶星轮、出瓶星轮上均均匀设有用于夹持瓶子的开口，开口和安装孔大小相同，开口和安装孔相对应，伺服电机的转轴与夹持部件连接；伺服电机的信号端与伺服驱动器的信号端双向电联，伺服驱动器的信号输出端与可编程控制器的信号输入端电联，可编程控制器的控制信号输出端与运动控制器的信号输入端电联，运动控制器的信号输出端与伺服驱动器的控制信号输入端电联。

具体地，可编程控制器包括接收信号功能块、纠偏功能块、分析信号功能块和发出命令功能块，接收信号功能块的信号输入端为可编程控制器的信号输入端，纠偏功能块的信号输入端和接收信号功能块的信号输出端分别与分析信号功能块的信号输入端电联，分析信号功能块的信号输出端与发出命令功能块的信号输入端电联，发出命令功能块的信号输出端为可编程控制器的控制信号输出端；纠偏功能块的信号输出端连接有运动控制器，运动控制器的信号输出端与伺服驱动器的驱动信号输入端电联。

精确控制夹持部旋转角度的装置的实现方法包括以下步骤：

(a)伺服电机通过伺服驱动器将夹持部件的位置信息传送至接收信号功能块；

(b)接收信号功能块将夹持部件的位置信息发送至分析信号功能块，分析信号功能块判断夹持部件是否同时满足第一条件和第二条件，否，则不作任何操作，是则执行步骤c和步骤d；第一个条件是夹持部件是否处于死区，第二条件是夹持部件与进瓶星轮或出瓶星轮是否在耦合点；

(c)分析信号功能块发出需要耦合的信号至发出命令功能块，发出命令功能块发出耦合命令传送至运动控制器，运动控制器根据设定设定参考点运算出夹持部件需要运动的参数，并根据夹持部件需要运动的参数发出控制命令至伺服驱动能器；

(d)伺服驱动器驱动伺服电机带动夹持部件根据夹持部件需要运动的参数旋转。

精确控制夹持部旋转角度的装置的实现方法还包括纠偏方法，其包括以下步骤：

(a1)伺服电机通过伺服驱动器将夹持部件的位置信息传送至接收信号功能块；

(b1)接收信号功能块将夹持部件的位置信息发送至分析信号功能块，分析信号功能块判断夹持部件是否在正中位置，是，则不作任何操作，否，则执行步骤(c1)和(d1)；

(c1)分析信号功能块发出纠偏信号至纠偏功能块，纠偏功能块发出纠偏命令至运动控制器；

(d1)运动控制器发送纠偏命令至伺服驱动器，伺服驱动器驱动伺服电机带动夹持部件转动至正中位置。

具体地，夹持部件需要运动的参数包括运动位置、运动速度及运动加速度。

具体地，设定参考点为电子凸轮表，电子凸轮表为一个表格形式，区分X轴与Y轴，X轴为主轴，Y轴为耦合轴；在X轴里面输入经过运算过后的主轴位置，Y轴为夹持部件需要到达的位置。

具体地，进瓶星轮和出瓶星轮的外切线和内切线均在转盘内相交，两条外切线的交点和两条外切线在转盘上形成的区域为死区，两条内切线的交点和两条内切线在转盘上形成的区域为过渡区，位于死区和过渡区之间的夹持部件和进瓶星轮或出瓶星轮处于耦合点。

具体地，转盘的圆心到夹持部件的安装孔的圆心做一条连线，当夹持部件的位置与该连线的垂直线平行或重合时为正中位置。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明根据伺服电机传送的夹持部件的位置，可编程控制器通过伺服驱动器驱动伺服电机控制夹持部件旋转，使夹持部件不再与瓶颈或瓶身发生干涉或擦挂现象，同时又保证了在夹瓶时尽可能的使得瓶子在夹持部件的正中，可以最大程度的保证瓶子不产生较大的晃荡，从而抑制气泡的产生。

(2)本发明中在进出瓶的过程中瓶子不与夹持部件发生干涉后，就防止了瓶子对转盘施加一个反向作用力，从而使得转盘旋转的位置更准确。

(3)本发明减少了瓶子与夹持部件碰撞产生的损耗以及碰撞对夹持部件本身造成的损坏，且减少了由晃荡产生的气泡对瓶子中液体在下一步灯检产生的干扰。

(4)通过调节电子凸轮表的参数，使本发明能用于不同设备的夹持部件中，使本发明的使用范围更广。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的控制功能块框图。

上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：

1-转盘，2-进瓶星轮，3-出瓶星轮，4-夹持部件，5-伺服电机，6-伺服驱动器，7-可编程控制器，8-瓶子，9-运动控制器，10-接收信号功能块，11-分析信号功能块，12-发出命令功能块，13-纠偏功能块，14安装孔，15-支撑架。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图1和图2所示，精确控制夹持部旋转角度的装置包括夹持部件4、转盘1、进瓶星轮2、支撑架15、出瓶星轮3、伺服电机5、运动控制器9、伺服驱动器6和可编程控制器7，转盘1上均匀设有多个安装孔14，安装孔14均匀分布于转盘1的外边沿，夹持部件4设置在安装孔14内，其两端均与安装孔14内壁转动连接，进瓶星轮2、出瓶星轮3分别设置在支撑架15的两侧，进瓶星轮2、出瓶星轮3上均均匀设有用于夹持瓶子8的开口，开口和安装孔大小相同，开口和安装孔14相对应，伺服电机5的转轴与夹持部件4连接；伺服电机5的信号端与伺服驱动器6的信号端双向电联，伺服驱动器6的信号输出端与可编程控制器7的信号输入端电联，可编程控制器7的控制信号输出端与运动控制器9的信号输入端电联，运动控制器9的信号输出端与伺服驱动器的控制信号输入端电联。

可编程控制器7包括接收信号功能块10、纠偏功能块13、分析信号功能块11和发出命令功能块12，接收信号功能块10的信号输入端为可编程控制器7的信号输入端，纠偏功能块13的信号输入端和接收信号功能块10的信号输出 端分别与分析信号功能块11的信号输入端电联，分析信号功能块11的信号输出端与发出命令功能块12的信号输入端电联，发出命令功能块12的信号输出端为可编程控制器7的控制信号输出端；纠偏功能块13的信号输出端连接有运动控制器9，运动控制器9的信号输出端与伺服驱动器6的驱动信号输入端电联。

精确控制夹持部旋转角度的装置的实现方法包括以下步骤：

1.1伺服电机通过伺服驱动器将夹持部件的位置信息传送至接收信号功能块；

1.2接收信号功能块将夹持部件的位置信息发送至分析信号功能块，分析信号功能块判断夹持部件是否同时满足第一条件和第二条件，否，则不作任何操作，是则执行步骤1.3和步骤1.4；第一个条件是夹持部件是否处于死区，第二条件是夹持部件与进瓶星轮或出瓶星轮是否在耦合点；

1.3分析信号功能块发出需要耦合的信号至发出命令功能块，发出命令功能块发出耦合命令传送至运动控制器，运动控制器根据设定设定参考点运算出夹持部件需要运动的参数，并根据夹持部件需要运动的参数发出控制命令至伺服驱动能器；

1.4伺服驱动器驱动伺服电机带动夹持部件根据夹持部件需要运动的参数旋转。

精确控制夹持部旋转角度的装置的实现方法还包括纠偏方法包括以下步骤：

2.1伺服电机通过伺服驱动器将夹持部件的位置信息传送至接收信号功能块；

2.2接收信号功能块将夹持部件的位置信息发送至分析信号功能块，分析信 号功能块判断夹持部件是否在正中位置，是，则不作任何操作，否，则执行步骤2.3和2.4；

2.3分析信号功能块根据电子凸轮表计算纠偏的角度，并发出纠偏信号至纠偏功能块，纠偏功能块发出纠偏命令至运动控制器；

2.4运动控制器发送纠偏命令至伺服驱动器，伺服驱动器驱动伺服电机带动夹持部件转动至正中位置。

其中，夹持部件需要运动的参数包括运动位置、运动速度及运动加速度；

设定参考点为电子凸轮表，电子凸轮表为一个表格形式，区分X轴与Y轴，X轴在为主轴，Y轴为耦合轴；在X轴里面输入经过运算过后的主轴位置，Y轴为夹持部件需要到达的位置；主轴为驱动转盘转动的轴。

进瓶星轮2和出瓶星轮3的外切线和内切线均在转盘1内相交，两条外切线的交点和两条外切线在转盘1上形成的区域为死区，两条内切线的交点和两条内切线在转盘1上形成的区域为过渡区，位于死区和过渡区之间的夹持部件4和进瓶星轮2或出瓶星轮3处于耦合点。

转盘的圆心到夹持部件的安装孔的圆心做一条连线，当夹持部件的位置与该连线的垂直线平行或重合时为正中位置。

根据伺服电机传送的夹持部件的位置，可编程控制器通过伺服驱动器驱动伺服电机控制夹持部件旋转，使夹持部件不再与瓶颈或瓶身发生干涉或擦挂现象，同时又保证了在夹瓶时尽可能的使得瓶子8在夹持部件的正中，可以最大程度的保证瓶子不产生较大的晃荡，从而抑制气泡的产生；减少了瓶子8与夹持部件碰撞产生的损耗以及碰撞对夹持部件本身造成的损坏，且减少了由晃荡产生的气泡对瓶子中液体在下一步灯检产生的干扰；在进出瓶的过程中瓶子8不与夹持部件发生干涉后，就防止了瓶子对转盘施加一个反向作用力，从而使 得转盘旋转的位置更准确；通过调节电子凸轮表的参数，使本发明能用于不同设备的夹持部件中。

按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。