(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910890936.9
(22)申请日 2019.09.20
(71)申请人 武汉诺科动力科技有限公司
地址 430000 湖北省武汉市东湖新技术开
发区东信路数码港E幢二层2256、
2266-100室
(72)发明人 周博 官辰勇 林东城 谢周埔
(74)专利代理机构 深圳市顺天达专利商标代理
有限公司 44217
代理人 蔡晓红 柯夏荷
(51)Int.Cl.
B25B 21/00(2006.01)
B25B 23/147(2006.01)
B23P 19/06(2006.01)
(54)发明名称一种智能电动起子控制系统以及方法(57)摘要本发明提供了一种智能电动起子控制系统以及方法，该控制系统包括主控模块、驱动组件、电机、输入模块、位置检测模块和FOC采样模块，输入模块用于输入控制参数，包括设定扭力、设定维持时间和设定转速，主控模块依据设定转速驱动电机进行转动；位置检测模块用于检测电机的转速和转子位置信息，FOC采样模块用于采集电机的实时电流，主控模块用于根据电机的转速、转子位置信息和实时电流调整输出到电机的电流；主控模块还用于根据电机的转速和实时电流判断螺钉拧紧是否进入堵转维持阶段；若是，则依据设定维持时间和设定扭力驱 动电机完成螺钉锁固。本发明提供的智能电动起子控制系统以及方法，实现了螺钉拧紧过程的智能化控制，
具有良好的技术效果。权利要求书2页 说明书6页 附图2页CN 110695902 A 2020.01.17
C N 110695902
A
1.一种智能电动起子控制系统，包括主控模块、连接所述主控模块的驱动组件及连接所述驱动组件的电机，其特征在于，还包括：
输入模块，连接所述主控模块，用于输入控制参数，所述控制参数包括设定扭力、设定维持时间和设定转速；所述主控模块用于接收所述控制参数，并依据所述设定转速驱动所述电机进行转动；
位置检测模块，连接所述主控模块和电机，用于检测所述电机的转速和转子位置信息并反馈至所述主控模块；
FOC采样模块，连接所述主控模块和驱动组件，用于采集所述电机的实时电流并反馈至所述主控模块；
所述主控模块包括FOC控制模块，用于根据所述电机的转速、转子位置信息和实时电流调整所述驱动组件输出到电机的电流，实现FOC闭环控制；
所述主控模块，用于根据所述电机的转速和实时电流判断螺钉拧紧是否进入堵转维持阶段；若是，则依据所述设定维持时间和设定扭力驱动所述电机完成螺钉的锁固。
2.根据权利要求1所述的智能电动起子控制系统，其特征在于，
所述输入模块还用于输入浮高故障阈值和滑牙故障阈值；
所述主控模块包括锁付故障监控模块，用于根据所述电机的转子位置信息实时获取螺钉的总旋转圈数，当所述总旋转圈数大于所述滑牙故障阈值时，判定发生滑牙故障并发出警报；当起子停机后，若所述总旋转圈数小于所述浮高故障阈值，判定发生浮高故障并发出警报。
3.根据权利要求1所述的智能电动起子控制系统，其特征在于，所述主控模块还包括扭矩标定模块和扭矩控制模块，所述扭矩标定模块用于预先对电流和扭矩的对应关系进行标定，并保存标定数据；
所述扭矩控制模块连接扭矩标定模块，用于根据所述标定数据将所述设定扭力转换成输出到所述电机的电流。
4.根据权利要求1所述的智能电动起子控制系统，其特征在于，当所述电机的转速等于零且所述电机的实时电流的输出幅值等于设定值时判定螺钉拧紧进入堵转维持阶段。
5.根据权利要求1所述的智能电动起子控制系统，其特征在于，所述主控模块还包括存储模块，所述存储模块设定有多个参数通道，每一所述参数通道用于接收并存储一组所述控制参数；
所述输入模块还用于选取一个或多个所述参数通道，所述主控模块依据被选取的一组控制参数对一个螺钉进行拧紧控制，或自动切换被选取的多组控制参数分别对多个螺钉进行拧紧控制。
6.根据权利要求1所述的智能电动起子控制系统，其特征在于，所述主控模块还包括锁付计数模块，所述锁付计数模块用于根据所述电机的转速和实时电流判定螺钉是否完成锁固，并对每一完成锁固的螺钉进行计数。
7.根据权利要求4所述的智能电动起子控制系统，其特征在于，还包括用于连接扫码的扫码接口模块，所述输入模块还用于设置条码命名规则并存储至所述存储模块，每一所述条码命名规则对应一所述参数通道；
所述主控模块还包括扫码功能模块，所述扫码功能模块连接所述扫码接口模块和存
储模块，用于识别所述扫码扫描的条码获取对应的条码命名规则，并调取所述条码命名规则对应的所
述参数通道内的控制参数。
8.一种智能电动起子控制方法，其特征在于，包括步骤：
输入控制参数，所述控制参数包括设定扭力、设定维持时间和设定转速；
接收所述控制参数，并依据所述设定转速驱动电机进行转动；
检测所述电机的转速、转子位置信息和实时电流，并根据所述电机的转速、转子位置信息和实时电流调整输出到电机的电流，实现FOC闭环控制；
根据所述电机的转速和实时电流判断螺钉拧紧是否进入堵转维持阶段；若是，则根据所述设定维持时间和设定扭力驱动所述电机完成螺钉的锁固。
9.根据权利要求8所述的智能电动起子控制方法，其特征在于，还包括步骤：
输入浮高故障阈值和滑牙故障阈值；
根据所述电机的转子位置信息实时获取螺钉的总旋转圈数，当所述总旋转圈数大于所述滑牙故障阈值时，判定发生滑牙故障并发出警报；当起子停机后，若所述总旋转圈数小于所述浮高故障阈值，判定发生浮高故障并发出警报。
10.根据权利要求8所述的智能电动起子控制方法，其特征在于，还包括步骤：
预先对电流和扭矩的对应关系进行标定，并保存标定数据；
根据所述标定数据将所述设定扭力转换成输出到所述电机的电流。
一种智能电动起子控制系统以及方法
技术领域
[0001]本申请涉及电动起子技术领域，具体涉及一种智能电动起子控制系统以及方法。
背景技术
[0002]随着科学技术的不断发展，自动化程度和智能化程度越来越高，电子装配工艺的要求也随之不断提高。电动起子作为装配行业的一个重要工具，也提出了新的需求和挑战。现有电动起子一般采用机械式的扭力调节方式，扭力的设置和控制都是通过装在起子批头上的机械离合器实现，对于扭力的设定都需要人去手动操作，费时费力，效率低下，无法实现更多的智能化和自动化应用；同时，机械结构长期使用会存在磨损和精度降低的问题，导致扭力控制的误差不断增大，影响起子的正常使用。
发明内容
[0003]本发明针对上述现有技术中的问题，提供了一种智能电动起子控制系统以及方法，通过控制电机的输出电流调整电机的输出扭力，实现了螺钉拧紧过程的智能化控制。[0004]本发明用于解决以上技术问题的技术方案为：一方面，提供一种智能电动起子控制系统，包括主控模块、连接所述主控模块的驱动组件及连接所述驱动组件的电机，还包括：
[0005]输入模块，连接所述主控模块，用于输入控制参数，所述控制参数包括设定扭力、设定维持时间和设定转速；所述主控模块用于接收所述控制参数，并依据所述设定转速驱动所述电机进行转动；
[0006]位置检测模块，连接所述主控模块和电机，用于检测所述电机的转速和转子位置信息并反馈至所述主控模块；
[0007]FOC采样模块，连接所述主控模块和驱动组件，用于采集所述电机的实时电流并反馈至所述主控模块；
[0008]所述主控模块包括FOC控制模块，用于根据所述电机的转速、转子位置信息和实时电流调整所述驱动组件输出到电机的电流，实现FOC闭环控制；
[0009]所述主控模块，用于根据所述电机的转速和实时电流判断螺钉拧紧是否进入堵转维持阶段；若是，则依据所述设定维持时间和设定扭力驱动所述电机完成螺钉的锁固。[0010]本发明上述的智能电动起子控制系统中，
[0011]所述输入模块还用于输入浮高故障阈值和滑牙故障阈值；
[0012]所述主控模块包括锁付故障监控模块，用于根据所述电机的转子位置信息实时获取螺钉的总旋转圈数，当所述总旋转圈数大于所述滑牙故障阈值时，判定发生滑牙故障并发出警报；当起子停机后，若所述总旋转圈数小于所述浮高故障阈值，判定发生浮高故障并发出警报。
[0013]本发明上述的智能电动起子控制系统中，所述主控模块还包括扭矩标定模块和扭矩控制模块，所述扭矩标定模块用于预先对电流和扭矩的对应关系进行标定，并保存标定
数据；
[0014]所述扭矩控制模块连接扭矩标定模块，用于根据所述标定数据将所述设定扭力转换成输出到所述电机的电流。
[0015]本发明上述的智能电动起子控制系统中，当所述电机的转速等于零且所述电机的实时电流的输出幅值等于设定值时判定螺钉拧紧进入堵转维持阶段。
[0016]本发明上述的智能电动起子控制系统中，所述主控模块还包括存储模块，所述存储模块设定有多个参数通道，每一所述参数通道用于接收并存储一组所述控制参数；[0017]所述输入模块还用于选取一个或多个所述参数通道，所述主控模块依据被选取的一组控制参数对一个螺钉进行拧紧控制，或自动切
换被选取的多组控制参数分别对多个螺钉进行拧紧控制。
[0018]本发明上述的智能电动起子控制系统中，所述主控模块还包括锁付计数模块，所述锁付计数模块用于根据所述电机的转速和实时电流判定螺钉是否完成锁固，并对每一完成锁固的螺钉进行计数。
[0019]本发明上述的智能电动起子控制系统中，还包括用于连接扫码的扫码接口模块，所述输入模块还用于设置条码命名规则并存储至所述存储模块，每一所述条码命名规则对应一所述参数通道；
[0020]所述主控模块还包括扫码功能模块，所述扫码功能模块连接所述扫码接口模块和存储模块，用于识别所述扫码扫描的条码获取对应的条码命名规则，并调取所述条码命名规则对应的所述参数通道内的控制参数。
[0021]另一方面，还提供一种智能电动起子控制方法，包括步骤：
[0022]输入控制参数，所述控制参数包括设定扭力、设定维持时间和设定转速；[0023]接收所述控制参数，并依据所述设定转速驱动电机进行转动；
[0024]检测所述电机的转速、转子位置信息和实时电流，并根据所述电机的转速、转子位置信息和实时电流调整输出到电机的电流，实现FOC闭环控制；
[0025]根据所述电机的转速和实时电流判断螺钉拧紧是否进入堵转维持阶段；若是，则根据所述设定维持时间和设定扭力驱动所述电机完成螺钉的锁固。
[0026]本发明上述的智能电动起子控制方法中，还包括步骤：
[0027]输入浮高故障阈值和滑牙故障阈值；
[0028]根据所述电机的转子位置信息实时获取螺钉的总旋转圈数，当所述总旋转圈数大于所述滑牙故障阈值时，判定发生滑牙故障并发出警报；当起子停机后，若所述总旋转圈数小于所述浮高故障阈值，判定发生浮高故障并发出警报。
[0029]本发明上述的智能电动起子控制方法中，还包括步骤：
[0030]预先对电流和扭矩的对应关系进行标定，并保存标定数据；
[0031]根据所述标定数据将所述设定扭力转换成输出到所述电机的电流。
[0032]实施本发明提供的一种智能电动起子控制系统以及方法，具有以下有益效果：该智能电动起子控制系统以及方法实现了起子电机运行的FOC闭环控制，使得电动起子能够顺畅启动，并进入稳定的运行阶段；同时，当检测到螺钉拧紧进入堵转维持阶段后，能够依据设定维持时间和设定扭力自动完成螺钉
锁固，实现了螺钉拧紧过程的智能化控制；另外，本发明通过控制电机的输出电流调整电机的输出扭力，相对于传统的机械式扭力调整方
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