本發(fā)明涉及電永磁控制器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電永磁控制系統(tǒng)及電永磁吸盤物料錯動檢測方法。

背景技術(shù)：

電永磁吸盤作為一種經(jīng)濟環(huán)保的裝夾設(shè)備在機械制造行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是作為金屬切削工作的加工夾具使用，其既適合普通機床的應(yīng)用，也適合加工中心的應(yīng)用。

電磁鐵原理的吸盤目前已成為許多機床設(shè)備的標(biāo)配。其利用不同永磁材料的不同特性，通過電控系統(tǒng)對其內(nèi)部磁路的分布進行控制和轉(zhuǎn)換，使得永磁磁場在系統(tǒng)內(nèi)部自身平衡，對外表征為消磁放松狀態(tài)，即不吸料狀態(tài)，或釋放到電永磁鐵的工作磁極面，對外表征為充磁夾緊狀態(tài)，即吸料狀態(tài)。由于電永磁線圈通電時間極短，具有節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點。但是，在電永磁吸盤充磁并吸附物料后，有一定的幾率發(fā)生異常情況造成磁通在外力下出現(xiàn)降低，或者由于加工中剪切力的大小超過了電永磁吸盤的吸力等情況造成工件移動等情況。在物料位置發(fā)生移動的情況下，可能會使得對物料進行加工的刀具斷裂等情況的發(fā)生，從而引發(fā)安全事故。

因此，如何避免被吸物料發(fā)生移動而造成安全事故，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種電永磁控制系統(tǒng)及電永磁吸盤物料錯動檢測方法，可以有效避免被吸物料發(fā)生移動而造成安全事故。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

一種電永磁控制系統(tǒng)，包括：

與電永磁吸盤的勵磁線圈連接，用于采集所述勵磁線圈中的感應(yīng) 電動勢的采集模塊；

與所述采集模塊連接，用于在所述感應(yīng)電動勢超過預(yù)設(shè)閾值時，判定被吸物料發(fā)生了位移或所述勵磁線圈中的磁通量的降低超出了預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)閾值的判斷模塊。

優(yōu)選地，所述判斷模塊包括：

與所述采集模塊連接，對所述采集模塊采集的感應(yīng)電動勢進行信號放大的信號放大電路；

與所述信號放大電路連接，將經(jīng)過信號放大的感應(yīng)電動勢與閾值參考電壓進行比較的比較器電路；

與所述比較器電路以及所述采集模塊連接，用于根據(jù)所述比較器電路輸出的比較信號，判斷所述被吸物料是否發(fā)生了位移的處理器。

優(yōu)選地，所述采集模塊包括：

與所述勵磁線圈的第一端連接的第一繼電器電路，所述第一繼電器電路的常閉觸點連接所述信號放大電路的輸入端，所述第一繼電器電路和所述處理器連接；

與所述勵磁線圈的第二端連接的電流傳感器，所述電流傳感器的輸出端與所述處理器連接；

與所述電流傳感器的第一輸入端連接的第二繼電器電路，所述第二繼電器電路和所述處理器連接；

其中，所述第一繼電器電路和所述第二繼電器電路分別設(shè)有對應(yīng)的用于根據(jù)相應(yīng)繼電器的動作進行充放磁的驅(qū)動電路。

優(yōu)選地，還包括：

與所述電流傳感器的第一輸入端連接的觸發(fā)可控硅電路，所述觸發(fā)可控硅電路的一端與所述第二繼電器電路連接，所述觸發(fā)可控硅電路的輸入端與所述處理器連接，所述觸發(fā)可控硅電路用于根據(jù)所述處理器的控制信號控制所述第二繼電器電路動作。

優(yōu)選地，所述處理器為stm32單片機。

優(yōu)選地，所述電流傳感器為asc756-050電流傳感器。

一種電永磁吸盤物料錯動檢測方法，包括：

在電永磁吸盤充磁完成后，實時獲取所述電永磁吸盤的勵磁線圈中的感應(yīng)電動勢；

判斷所述感應(yīng)電動勢的值是否大于預(yù)設(shè)閾值；

若是，則判定所述電永磁吸盤上的被吸物料發(fā)生了位移。

優(yōu)選地，在實時獲取所述電永磁吸盤的勵磁線圈中的感應(yīng)電動勢之后，還包括：對實時獲取的所述感應(yīng)電動勢進行信號放大；

其中所述判斷所述感應(yīng)電動勢的值是否大于預(yù)設(shè)閾值為判斷經(jīng)信號放大的感應(yīng)電動勢是否大于對應(yīng)的預(yù)設(shè)閾值。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明實施例所提供的電永磁控制系統(tǒng)，包括：與電永磁吸盤的勵磁線圈連接，用于采集勵磁線圈中的感應(yīng)電動勢的采集模塊；與采集模塊連接，用于在感應(yīng)電動勢超過預(yù)設(shè)閾值時，判定被吸物料發(fā)生了位移或勵磁線圈中的磁通量的降低超出了預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)閾值的判斷模塊。當(dāng)被吸物料發(fā)生了位移時，即錯動時，根據(jù)麥克斯韋磁場理論，在勵磁線圈中會出現(xiàn)磁通量的變化，勵磁線圈中就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，根據(jù)該感應(yīng)電動勢的大小即可判斷被吸物料是否發(fā)生了錯動，即當(dāng)該感應(yīng)電動勢的值大于預(yù)設(shè)閾值時即判定發(fā)生了錯動，該系統(tǒng)能夠及時發(fā)現(xiàn)被吸物料的錯動情況，以保障電永磁吸盤所在的設(shè)備的運行安全。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一種具體實施方式所提供的電永磁控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一種實施方式中所提供的電永磁控制系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu) 示意圖；

圖3為本發(fā)明一種實施方式所提供的電永磁吸盤物料錯動檢測方法流程圖。

具體實施方式

本發(fā)明的核心是提供一種電永磁控制系統(tǒng)及電永磁吸盤物料錯動檢測方法，可以有效避免被吸物料發(fā)生移動而造成安全事故。

為了使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做詳細(xì)的說明。

在以下描述中闡述了具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以多種不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣。因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施方式的限制。

請參考圖1，圖1為本發(fā)明一種具體實施方式所提供的電永磁控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

本發(fā)明的一種具體實施方式提供了一種電永磁控制系統(tǒng)，包括：與電永磁吸盤的勵磁線圈連接，用于采集勵磁線圈中的感應(yīng)電動勢的采集模塊1；與采集模塊1連接，用于在感應(yīng)電動勢超過預(yù)設(shè)閾值時，判定被吸物料發(fā)生了位移或勵磁線圈中的磁通量的降低超出了預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)閾值的判斷模塊2。

發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，電永磁吸盤所在的電永磁機體中包含勵磁線圈，勵磁線圈圍繞在可逆磁鋼和磁極的外部，當(dāng)被吸物移動或是因外力的影響造成磁通降低時，勵磁線圈中的磁通量則會發(fā)生變化，依據(jù)麥克斯韋電磁場理論：變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生電場，當(dāng)導(dǎo)體處于此電場中時，導(dǎo)體中的自由電子在電場力的作用下作定向移動而產(chǎn)生電流即感應(yīng)電流，如果不是閉合回路，則導(dǎo)體中的自由電子的定向移動使斷開處兩端積累正、負(fù)電荷而產(chǎn)生電勢差即感應(yīng)電動勢。

在本實施方式中，電永磁控制系統(tǒng)包括實時采集勵磁線圈中感應(yīng) 電動勢的采集模塊，當(dāng)電永磁吸盤充磁完成后，一旦被吸物料發(fā)生錯動，根據(jù)麥克斯韋磁場理論，在勵磁線圈中必然會出現(xiàn)磁通量的變化，勵磁線圈中就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。在本實施方式中，該系統(tǒng)還包括了判斷模塊，其中設(shè)置有預(yù)設(shè)閾值，當(dāng)采集的感應(yīng)電動勢的值大于預(yù)設(shè)閾值時即判定發(fā)生了錯動，或者勵磁線圈中的磁通量的降低超出了標(biāo)準(zhǔn)要求，此時工作人員即可做出相應(yīng)地處理，以保障電永磁吸盤所在的設(shè)備的運行安全。

請參考圖2，圖2為本發(fā)明一種實施方式中所提供的電永磁控制系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)示意圖。

在上述實施方式的基礎(chǔ)上，本發(fā)明一種實施方式中的判斷模塊2包括：與采集模塊1連接，對采集模塊采集的感應(yīng)電動勢進行信號放大的信號放大電路21；與信號放大電路21連接，將經(jīng)過信號放大的感應(yīng)電動勢與閾值參考電壓進行比較的比較器電路22；與比較器電路22以及采集模塊1連接，用于根據(jù)比較器電路22輸出的比較信號，判斷被吸物料是否發(fā)生了位移的處理器23。

進一步地，采集模塊1包括：與勵磁線圈的第一端連接的第一繼電器電路11，第一繼電器電路11的常閉觸點連接信號放大電路21的輸入端，第一繼電器電路11和處理器23連接；與勵磁線圈的第二端連接的電流傳感器12，電流傳感器12的輸出端與處理器23連接；與電流傳感器12的第一輸入端連接的第二繼電器電路13，第二繼電器電路13和處理器23連接；其中，第一繼電器電路11和第二繼電器電路13分別設(shè)有對應(yīng)的用于根據(jù)相應(yīng)繼電器的動作進行充放磁的驅(qū)動電路。

更進一步地，該系統(tǒng)還包括：與電流傳感器12的第一輸入端連接的觸發(fā)可控硅電路14，觸發(fā)可控硅電路14的一端與第二繼電器電路13連接，觸發(fā)可控硅電路14的輸入端與處理器23連接，觸發(fā)可控硅電路14用于根據(jù)處理器23的控制信號控制第二繼電器電路13動作。

在本實施方式中，所謂的處理器即電永磁控制系統(tǒng)的處理單元。 如圖2所示，在本實施方式中處理器優(yōu)選為stm32單片機，電流傳感器優(yōu)選為acs756-050電流傳感器。在圖2中，p+1指的即為勵磁線圈的第一端，其與第一繼電器電路11的管腳1連接，第一繼電器電路11的管腳2即為常閉觸點；第一繼電器電路11的管腳3連接stm32單片機的管腳6，用以接收該單片機的控制信號。p-1指的即為勵磁線圈的第二端，其連接acs756-050電流傳感器的管腳4，該電流傳感器通過該管腳采集勵磁線圈的感應(yīng)電流，該電流傳感器的管腳1連接單片機的管腳11，用于將采集到的感應(yīng)電流輸出至該單片機，構(gòu)成回路；該電流傳感器的管腳5連接觸發(fā)可控硅電路，觸發(fā)可控硅電路的a1端連接第二繼電器電路的管腳1。

由于直接測量感應(yīng)電動勢較為復(fù)雜，因此，在本實施方式中，勵磁線圈、處理器、電流傳感器、第一繼電器電路、第二繼電器電路、信號放大電路和比較器電路構(gòu)成了一個回路，因此，在該回路中具有與該感應(yīng)電動勢相對應(yīng)的感應(yīng)電流。

在本實施方式中，處理器通過控制第一繼電器電路、第二繼電器電路、觸發(fā)可控硅電路和相應(yīng)的驅(qū)動電路來控制勵磁線圈的充放磁。若在電永磁吸盤充磁完成后，被吸物由于任何原因出現(xiàn)移動或者磁通在外力作用下出現(xiàn)降低，勵磁線圈中均會出現(xiàn)磁通量的變化，并產(chǎn)生弱小的感應(yīng)電動勢，在整個系統(tǒng)與勵磁線圈構(gòu)成的回路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，通過信號放大電路和ad轉(zhuǎn)換，即可將磁通的變化轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，若該數(shù)字信號的數(shù)量值超過了感應(yīng)電流的預(yù)設(shè)閾值時，即認(rèn)為磁通量的降低超出了標(biāo)準(zhǔn)要求或被吸物發(fā)生了錯動。

在本實施方式中，優(yōu)選stm32作為主控單片機，其內(nèi)部自帶2個12位adc(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)，12位adc電壓分辨率達到0.0008v(3.3v參考電壓)。acs756-050電流傳感器采集電流1a的輸出變化為0.04v，因此，采用stm32內(nèi)部自帶adc進行傳感器電壓采集完全可以勝任，無需外擴adc，使得電路更加簡便。

需要說明的是，本實施方式只是優(yōu)選采用stm32作為主控的單片機，acs756-050作為電流傳感器，也可以采用其他的單片機和電 流傳感器，本實施方式對此并不做限定，只要能夠保證相應(yīng)的元器件能夠完成其在本實施方式中所具有的功能即可，具體視情況而定。

還需要說明的是，本實施方式只是優(yōu)選如圖2所示的電永磁控制系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)，其各個功能模塊可以有多種實現(xiàn)方式，本實施方式對此并不做限定，具體視情況而定。

請參考圖3，圖3為本發(fā)明一種實施方式所提供的電永磁吸盤物料錯動檢測方法流程圖。

相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種電永磁吸盤物料錯動檢測方法，包括：

s11：在電永磁吸盤充磁完成后，實時獲取電永磁吸盤的勵磁線圈中的感應(yīng)電動勢。

由于在實際中勵磁線圈中的感應(yīng)電動勢較小，因此，優(yōu)選在實時獲取電永磁吸盤的勵磁線圈中的感應(yīng)電動勢之后，還包括：對實時獲取的感應(yīng)電動勢進行信號放大。

s12：判斷感應(yīng)電動勢的值是否大于預(yù)設(shè)閾值。當(dāng)對獲取的感應(yīng)電動勢進行了信號放大時，則判斷感應(yīng)電動勢的值是否大于預(yù)設(shè)閾值為判斷經(jīng)信號放大的感應(yīng)電動勢是否大于對應(yīng)的預(yù)設(shè)閾值。

有上述對應(yīng)的系統(tǒng)的實施方式可知，當(dāng)勵磁線圈處于回路中時，該回路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于感應(yīng)電流是由感應(yīng)電動勢所產(chǎn)生的，因此，為了方便判斷，可以直接獲取感應(yīng)電流，并判斷感應(yīng)電流的值是否超過了預(yù)設(shè)的電流閾值，以判斷被吸物料是否發(fā)生了錯動。

s13：若是，則判定電永磁吸盤上的被吸物料發(fā)生了位移。

當(dāng)將感應(yīng)電動勢等效替換為感應(yīng)電流時，若感應(yīng)電流值超過了對應(yīng)的預(yù)設(shè)電流閾值，則判定被吸物料發(fā)生了位移。

綜上所述，本發(fā)明所提供的電永磁控制系統(tǒng)及電永磁吸盤物料錯動檢測方法，當(dāng)被吸物料發(fā)生了位移時，即發(fā)生錯動時，根據(jù)麥克斯韋磁場理論，在勵磁線圈中會出現(xiàn)磁通量的變化，勵磁線圈中就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，根據(jù)該感應(yīng)電動勢的大小即可判斷被吸物料是否發(fā)生了錯動，即當(dāng)該感應(yīng)電動勢的值大于預(yù)設(shè)閾值時即判定發(fā)生了錯動。 該系統(tǒng)及方法可以在勵磁線圈充磁完成后，實時采集勵磁線圈中的感應(yīng)電動勢，并與預(yù)設(shè)閾值進行比較，能夠及時發(fā)現(xiàn)被吸物料的錯動情況，以保障電永磁吸盤所在的設(shè)備的運行安全。

以上對本發(fā)明所提供一種電永磁控制系統(tǒng)及電永磁吸盤物料錯動檢測方法進行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。