用于控制撥手運(yùn)動(dòng)的定位控制設(shè)備、系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于控制撥手運(yùn)動(dòng)的定位控制技術(shù)，尤其涉及一種分瓶定位控制設(shè)備、分瓶系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的分瓶系統(tǒng)通常使用PLC控制器來(lái)控制分瓶運(yùn)動(dòng)，PLC向電機(jī)驅(qū)動(dòng)器發(fā)送脈沖的頻率或數(shù)量，以達(dá)到控制電機(jī)速度和行程的目的。然而，這種方法在需要多段變速的分瓶運(yùn)動(dòng)中對(duì)速度與加速度的連續(xù)性控制較差。在分瓶運(yùn)動(dòng)中，尤其是高速狀態(tài)下會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的震動(dòng)比較大，極端情況下甚至?xí)p壞瓶體，從而直接導(dǎo)致生產(chǎn)效率的降低。
[0003]此外，市場(chǎng)上飲料的包裝方式多種多樣，即使同樣的瓶型也需要不同的裝箱方式，但目前僅有少數(shù)通用的分瓶系統(tǒng)適用于不同瓶型不同包裝規(guī)格的分瓶。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在提供一種用于控制撥手運(yùn)動(dòng)的定位控制設(shè)備、系統(tǒng)及方法，特別是一種分瓶定位控制設(shè)備、分瓶系統(tǒng)及方法，用于控制不同瓶型不同包裝規(guī)格的分瓶運(yùn)動(dòng)。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供一種用于控制撥手運(yùn)動(dòng)的定位控制設(shè)備，所述設(shè)備包括:
[0006]曲線生成器，用于對(duì)輸入的離散點(diǎn)信息進(jìn)行計(jì)算以生成軌跡曲線，其中，所述離散點(diǎn)信息包括所述撥手在不同時(shí)間的位置信息；以及一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)器，用于根據(jù)所述軌跡曲線產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以控制所述撥手的運(yùn)動(dòng)。
[0007]在一個(gè)實(shí)施例中，所述曲線生成器根據(jù)所述離散點(diǎn)信息指示的位置和時(shí)間信息得到二維坐標(biāo)系中的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，其中，二維坐標(biāo)系的兩個(gè)坐標(biāo)軸分別表示撥手的位置和時(shí)間，原點(diǎn)與撥手的初始位置初始時(shí)間相對(duì)應(yīng)；對(duì)于在二維坐標(biāo)系中的所述對(duì)應(yīng)點(diǎn)，在相鄰的兩點(diǎn)之間作連線；且在所述對(duì)應(yīng)點(diǎn)的附近作曲線連接得到所述軌跡曲線。
[0008]在一個(gè)實(shí)施例中，所述曲線生成器還在所述原點(diǎn)與所述對(duì)應(yīng)點(diǎn)中與所述原點(diǎn)相鄰的點(diǎn)之間作連線。
[0009]在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述曲線生成器采用5次多項(xiàng)式算法在所述對(duì)應(yīng)點(diǎn)的附近作曲線連接。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，上述設(shè)備是用于進(jìn)行分瓶操作的設(shè)備。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，還提供一種用于控制撥手運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)，包括:
[0012]定位機(jī)構(gòu)，其包括電機(jī)和撥手；上述定位控制設(shè)備；以及人機(jī)交互設(shè)備，其用于接收輸入的離散點(diǎn)信息，并且向所述定位控制設(shè)備發(fā)送所述離散點(diǎn)信息；
[0013]其中，所述定位控制設(shè)備的驅(qū)動(dòng)器將驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)送至所述電機(jī)，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述撥手運(yùn)動(dòng)。
[0014]在一個(gè)實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)器與所述電機(jī)的數(shù)目相同，且與所述電機(jī)一一對(duì)應(yīng)。
[0015]在一個(gè)實(shí)施例中，所述定位機(jī)構(gòu)還向所述定位控制設(shè)備發(fā)送電機(jī)的狀態(tài)信息；由所述定位控制設(shè)備向所述人機(jī)交互設(shè)備發(fā)送所述狀態(tài)信息；并且由所述人機(jī)交互設(shè)備向用戶顯示所述狀態(tài)信息。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，還提供一種采用上述用于控制撥手運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)的方法，所述方法包括:
[0017]人機(jī)交互設(shè)備接收輸入的離散點(diǎn)信息，其中，所述離散點(diǎn)信息包括撥手在不同時(shí)間的位置信息；
[0018]所述人機(jī)交互設(shè)備向定位控制設(shè)備發(fā)送所述離散點(diǎn)信息；
[0019]所述定位控制設(shè)備對(duì)所述離散點(diǎn)信息進(jìn)行計(jì)算以生成軌跡曲線；
[0020]所述定位控制設(shè)備根據(jù)所述軌跡曲線向定位機(jī)構(gòu)發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)；以及[0021 ] 所述定位機(jī)構(gòu)根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述撥手運(yùn)動(dòng)。
[0022]在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)所述離散點(diǎn)信息進(jìn)行計(jì)算以生成軌跡曲線包括:
[0023]根據(jù)所述離散點(diǎn)信息指示的位置和時(shí)間信息得到二維坐標(biāo)系中的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，其中，二維坐標(biāo)系的兩個(gè)坐標(biāo)軸分別表示撥手的位置和時(shí)間，原點(diǎn)與撥手的初始位置初始時(shí)間相對(duì)應(yīng)；對(duì)于在二維坐標(biāo)系中的所述對(duì)應(yīng)點(diǎn)，在相鄰的兩點(diǎn)之間作連線；且在所述對(duì)應(yīng)點(diǎn)的附近作曲線連接得到所述軌跡曲線。
[0024]在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)所述離散點(diǎn)信息進(jìn)行計(jì)算以生成軌跡曲線還包括:在所述原點(diǎn)與所述對(duì)應(yīng)點(diǎn)中與所述原點(diǎn)相鄰的點(diǎn)之間作連線。
[0025]在進(jìn)一步的實(shí)施例中，在所述對(duì)應(yīng)點(diǎn)的附近作曲線連接包括:采用5次多項(xiàng)式算法在所述對(duì)應(yīng)點(diǎn)的附近作曲線連接。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可達(dá)到如下有益效果:
[0027]生成平滑的分瓶軌跡曲線來(lái)控制撥手的速度和行程，保證了撥手速度與加速度的連續(xù)一致性，能夠有效降低設(shè)備的震動(dòng)，提高分瓶的速度與效率。
[0028]此外，可動(dòng)態(tài)輸入表示不同時(shí)間撥手所在位置的離散點(diǎn)信息，從而能夠?qū)Σ煌啃筒煌b規(guī)格的分瓶運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制，提高了分瓶系統(tǒng)的靈活性。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的分瓶系統(tǒng)框圖；
[0030]圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的雙撥手運(yùn)動(dòng)模式的簡(jiǎn)要示意圖；
[0031]圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的分瓶軌跡曲線示意圖；以及
[0032]圖4是圖1所示的分瓶系統(tǒng)實(shí)施例中定位機(jī)構(gòu)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。需要說(shuō)明的是，下文中僅以具有撥手的分瓶系統(tǒng)(特別是雙撥手分瓶系統(tǒng))為例來(lái)進(jìn)行描述。但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明可以應(yīng)用于其他任何希望控制撥手運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)，該撥手可以具有任何可能的形式或形狀，其例如可以是指狀物、機(jī)械手、機(jī)
械臂等等。
[0034]現(xiàn)在參見(jiàn)圖1，在圖1所示的分瓶系統(tǒng)實(shí)施例中，包括分瓶定位控制設(shè)備10、人機(jī)交互設(shè)備20和定位機(jī)構(gòu)30。該分瓶定位控制設(shè)備10用于控制定位機(jī)構(gòu)30中的撥手(例如圖1所示出的撥手Cl和C2)的運(yùn)動(dòng)，包括控制其運(yùn)動(dòng)的速度和行程。結(jié)合圖4 (其示出了該定位機(jī)構(gòu)30的示意圖)可見(jiàn)，撥手可以包括由電機(jī)Al負(fù)責(zé)的撥手Cl、Cr，以及由電機(jī)A2負(fù)責(zé)的撥手C2、C2’，其中撥手Cl’和C2’因?yàn)楸徽趽醵丛趫D1中示出。分瓶定位控制設(shè)備10包括曲線生成器和兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器，其中，曲線生成器用于根據(jù)用戶的輸入生成分瓶軌跡曲線，而兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器則基于該分瓶軌跡曲線來(lái)控制撥手Cl、Cl’、C2和C2’的運(yùn)動(dòng)，具體地，第一驅(qū)動(dòng)器可以通過(guò)電機(jī)Al來(lái)控制撥手Cl、Cl’的運(yùn)動(dòng)，而第二驅(qū)動(dòng)器可以通過(guò)電機(jī)A2來(lái)控制撥手C2、C2’的運(yùn)動(dòng)。
[0035]曲線生成器可對(duì)用戶輸入的離散點(diǎn)信息進(jìn)行計(jì)算以生成分瓶軌跡曲線，這些離散點(diǎn)信息可以包括相應(yīng)撥手C1、C1’、C2或C2’在不同時(shí)間的位置信息，以表示用戶所期望的撥手運(yùn)動(dòng)模式。在本實(shí)施例中，用戶可以首先通過(guò)人機(jī)交互設(shè)備20來(lái)輸入這些離散點(diǎn)信息，再由人機(jī)交互設(shè)備20將這些信息發(fā)送到分瓶定位控制設(shè)備10，由其中的曲線生成器接收并進(jìn)行處理。本文中，表示撥手C1、C1’、C2和C2’運(yùn)動(dòng)模式的離散點(diǎn)信息可以是數(shù)值信息，數(shù)值指示每個(gè)撥手在不同時(shí)間的位置或者與初始位置的位移，其形式可以是<t，p>，其中t指示由實(shí)數(shù)表示的時(shí)間、P指示由實(shí)數(shù)表示的撥手位置。可以在平面直角坐標(biāo)系中(例如，當(dāng)橫坐標(biāo)表示時(shí)間t，且縱坐標(biāo)表示撥手Cl、Cl’、C2或C2’在一個(gè)方向上的位置時(shí))將該離散點(diǎn)信息表示為點(diǎn)。舉例來(lái)說(shuō)，對(duì)于某個(gè)撥手的離散點(diǎn)信息(0.5，10)，如果單位分別為秒和厘米，則該離散點(diǎn)信息指示用戶期望在0.5秒時(shí)該撥手運(yùn)動(dòng)到距離初始位置10厘米的位置。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，離散點(diǎn)信息還可以包括用于指示撥手C1、C1’、C2和C2’的標(biāo)識(shí)符，以便區(qū)分不同撥手Cl、Cl’、C2和C2’的離散點(diǎn)信息。
[0036]對(duì)于撥手運(yùn)動(dòng)呈周期性的分瓶系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，在一個(gè)實(shí)施例中，用戶可以僅輸入每個(gè)撥手在一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)的離散點(diǎn)信息來(lái)生成分瓶軌跡曲線?，F(xiàn)結(jié)合圖1參考圖2，在該雙撥手分瓶系統(tǒng)中，用戶輸入四個(gè)離散點(diǎn)信息(包括表示初始時(shí)間初始位置的離散點(diǎn)信息)來(lái)表示由電機(jī)Al驅(qū)動(dòng)的撥手Cl和Cl’以及由電機(jī)A2驅(qū)動(dòng)的撥手C2和C2’的運(yùn)動(dòng)模式。根據(jù)這些離散點(diǎn)信息，曲線生成器可得到撥手C1/C1’與C2/C2’在一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)的分瓶軌跡曲線。從圖2可見(jiàn)，曲線生成器將四個(gè)離散點(diǎn)信息在二維坐標(biāo)系下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)進(jìn)行連接，得到呈菱形的分瓶軌跡曲線。在接下來(lái)的運(yùn)動(dòng)周期，可繼續(xù)根據(jù)用戶輸入的、每個(gè)撥手在該運(yùn)動(dòng)周期的離散點(diǎn)信息計(jì)算分瓶軌跡曲線來(lái)控制撥手運(yùn)動(dòng)；或者可根據(jù)前一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期得到的分瓶軌跡曲線來(lái)控制撥手運(yùn)動(dòng)。由于受到機(jī)械因素和不同瓶型帶來(lái)的影響，圖2中，撥手C1/C1’與撥手C2/C2’在每次分瓶中所走的行程是不一致的，兩次分瓶所走的行程之和為一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期。第一次分瓶中，電機(jī)Al驅(qū)動(dòng)撥手C1/C1’走行程LI，而電機(jī)A2驅(qū)動(dòng)撥手C2/C2’走行程L