一种维持静电吸附力的控制方法及控制器与流程

1.本发明涉及静电吸附技术领域，具体涉及一种维持静电吸附力的控制方法及控制器。


背景技术：

2.静电吸附是通过给静电吸附单元中的电极通电，由于静电感应现象，在被吸附物体表面感应出与电极相异性的电荷，从而在静电吸附单元和被吸附物体之间产生静电力用于吸附。
3.为了增加静电吸附在搬运物体上的效率，将静电吸附应用到传输皮带上，即在传输皮带中设置导电结构，导电结构带电时使传输皮带的表面对物体产生静电吸附力。然而在实际生产中，由于传输皮带的吸附面受到外力摩擦的情况下，吸附面和被吸附物体之间产生静电力会消失，导致吸附面不能继续吸附物体，从而影响物体的搬运。而现有技术中针对该情况没有较好的解决方法，只能人工取下被吸附物体重新开始搬运工作，大大降低了生产效率。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的不足，本发明提供一种维持静电吸附力的控制方法及控制器，吸附面即使在受到外力摩擦的情况下仍然可以对极片保持有吸附力，使倒挂的传输皮带在吸附物体的情况下被吸附物体不会掉落。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
6.一种维持静电吸附力的控制方法，包括以下步骤：
7.s10，静电输出开启，使静电吸附单元中的电极带电；
8.s20，检测反馈电压与电流的实时值，根据的反馈电压、电流的实时值与基准值对比获得物体被吸附的状态；
9.s30，当获知物体与静电吸附单元之间的静电力减弱时，静电输出短暂关闭后再开启，物体与静电吸附单元之间获得静电力；
10.s40，当获知物体被与静电吸附单元之间具有静电力时，进行静电脉冲输出；
11.s50，再次检测反馈电压与电流的实时值，根据反馈电压、电流的实时值与设定值对比调整占空比，然后继续静电脉冲输出，以维持静电吸附单元的静电吸附力恒定。
12.作为上述技术方案的进一步改进，所述s30中静电输出关闭时长小于10ms。
13.作为上述技术方案的进一步改进，所述s30中静电吸附单元中的电极通断电频率为2-100hz。
14.作为上述技术方案的进一步改进，所述s30包括以下子步骤：
15.s31，检测反馈电压的实时值，反馈电压的实时值低于设定值的20％时，关闭静电输出；
16.s32，检测反馈电流的实时值，反馈电流的实时值高于设定值的20％时，关闭静电
输出。
17.作为上述技术方案的进一步改进，所述s50具体包括以下子步骤：
18.s51，当反馈电压的实时值高于设定值的5％时，降低占空比，然后继续输出静电脉冲输出；
19.s52，当反馈电流的实时值低于设定值的5％时，增加占空比，然后继续输出静电脉冲输出。
20.本发明还提供如下技术方案：一种维持静电吸附力的控制器，包括mcu、脉冲输出模块、高压模块和干簧继电器，所述脉冲输出模块、高压模块的信号输入端均与mcu的信号输出端连接，所述脉冲输出模块、高压模块的信号输出端均与干簧继电器的信号输入端连接，所述高压模块用于检测反馈电压与电流的实时值，所述干簧继电器用于静电输出关闭和开启。
21.作为上述技术方案的进一步改进，所述mcu连接有plc，所述plc用于存储程序，执行调节占空比的指令。
22.作为上述技术方案的进一步改进，所述mcu工作时通过ethernetip通信协议，采用i/o接口与plc进行通讯。
23.作为上述技术方案的进一步改进，所述mcu连接有人机界面模块，用于显示反馈电压与电流的实时值及物体被吸附的状态，还用于输入调节占空比、控制干簧继电器开闭的程序指令。
24.作为上述技术方案的进一步改进，所述人机界面模块与所述mcu之间采用串口通信。
25.本发明的有益效果是：
26.被吸附物体在吸附的瞬间通过高压模块的反馈电压和电流并通过对比历史测试数据可获知物体被吸附的状态，随着时间的增加反馈的电流值会逐渐减少直至稳定在一个数值，然而当被吸附物体由于受到外力与吸附面产生摩擦后吸附面则不再具备静电吸附力，因此通过对摩擦状态下的吸附电流反馈进行采样后作为基准，通过反馈电流的实时值与发生摩擦时的电流值的对比，可以判断物体是否西否在吸附面上，控制器在不切换极性的情况下，通过控制干簧继电器短时断开，断开时长《10ms，根据不同物体通断频率范围2-100hz，可在物体受到外力摩擦时始终与吸附面之间保持静电吸附力，从而避免物体出现掉落的情况。
附图说明
27.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
28.图1是本发明维持静电吸附力的控制方法的流程图；
29.图2是本发明维持静电吸附力的控制器的结构图。
30.附图标记：10、mcu；20、plc；30、人机界面模块；40、脉冲模块；50、干簧继电器；60、高压模块。
具体实施方式
31.以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清
楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
32.参照图1，本发明的实施例中提供一种维持静电吸附力的控制方法，包括以下步骤：
33.s10，静电输出开启，使静电吸附单元中的电极带电；
34.s20，检测反馈电压与电流的实时值，根据的反馈电压、电流的实时值与基准值对比获得物体被吸附的状态，所述基准值为被吸附物体与吸附面产生摩擦使吸附面不再具备静电吸附力时的电压值及电流值；
35.s30，当获知物体与静电吸附单元之间的静电力减弱时，静电输出短暂关闭后再开启，静电输出关闭时长小于10ms，静电吸附单元中的电极通断电频率为2-100hz，使物体与静电吸附单元之间获得静电力，这是由于静电吸附单元受到外力摩擦时，介电层表面的正负电荷分布被打乱，无法与被吸附物体的电荷形成有效的库仑力，通过重新通断电压可使介电层电荷重新按正负序列排列并与被吸附物体的表面电荷形成反向的电荷从而产生库仑力吸附物体；本实施例中沟通过检测反馈的电压与电流的实时值来控制静电输出关闭，具体如下：s31，检测反馈电压的实时值，反馈电压的实时值低于设定值的20％时，关闭静电输出；当反馈电压的实时值达到设定值时，继续下一步骤s32；s32，检测反馈电流的实时值，反馈电流的实时值高于设定值的20％时，关闭静电输出；当反馈电流的实时值达到设定值时，继续下一步骤s40。
36.本实施例中，所述设定值是根据实际的测试情况选取的一个电压值及电流值，当电压的实时值低于设定值时说明吸附面积不足，吸附力较弱，需要提高电压值以增加吸附力，在物体被吸附瞬间会有较大的反馈电流，可作为判定吸附完成的标志，然后该电流会迅速回落。而物体在被静电吸附单元吸附过程中掉落时则会有明显的电流降低，可判定被吸附物体掉落，因此，通过电流值与设定值的对比，在被吸附物体掉落之前进行判定，控制干簧继电器短时断开，使静电吸附单元重新产生静电吸附力，对物体重新进行吸附，从而避免被吸附物体掉落的情况。
37.s40，当检测的电流获知物体被与静电吸附单元之间具有静电力时(即反馈电流的实时值达到设定值)，进行静电脉冲输出；
38.s50，再次检测反馈电压与电流的实时值，根据的反馈电压、电流的实时值与设定值对比调整占空比，然后继续静电脉冲输出，维持静电吸附单元的静电吸附力恒定，调整占空比的具体步骤如下：s51，当反馈电压的实时值高于设定值的5％时，降低占空比；s52，当反馈电流的实时值低于设定值的5％时，增加占空比；本实施例中，反馈电压的实时值小于等于设定值的5％以及反馈电流的实时值大于等于设定值的5％时，能较好的达到吸附物体和交接物体的效果；另外，占空比降低或增加的调节是由mcu获取反馈电压和电流的实时值来进行pid闭环调节，使输出达到稳定状态。
39.参照图2，本发明的实施例中还提供一种维持静电吸附力的控制器，包括人机界面
模块30、plc20、mcu10、脉冲输出模块40、高压模块60和干簧继电器50，所述脉冲输出模块40、高压模块60的信号输入端均与mcu10的信号输出端连接，所述脉冲输出模块40、高压模块60的信号输出端均匀干簧继电器50的信号输入端连接，所述高压模块60用于电路增压以及检测反馈电压与电流的实时值，所述干簧继电器50用于静电输出关闭和开启。
40.在本实施例中，所述mcu10与所述人机界面模块30之间采用串口通信，所述mcu10工作时通过ethernetip通信协议，采用i/o接口与plc20进行通讯。所述人机界面模块30包括有一块液晶显示屏和键盘(键盘可以为虚拟键盘和硬件键盘)，通过液晶显示屏可以显示反馈电压与电流的实时值及物体被吸附的状态，通过键盘可以输入调节占空比、控制干簧继电器50开闭的程序指令，所述plc20可内置于人机界面模块30中，plc20可用于存储调节占空比、控制干簧继电器50开闭的程序，执行程序要实现的指令并输出到mcu10中。
41.以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。

技术特征：
1.一种维持静电吸附力的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：s10，静电输出开启，使静电吸附单元中的电极带电；s20，检测反馈电压与电流的实时值，根据反馈电压、电流的实时值与基准值对比获得物体被吸附的状态；s30，当获知物体与静电吸附单元之间的静电力减弱时，静电输出短暂关闭后再开启，物体与静电吸附单元之间获得静电力；s40，当获知物体被与静电吸附单元之间具有静电力时，进行静电脉冲输出；s50，再次检测反馈电压与电流的实时值，根据反馈电压、电流的实时值与设定值对比调整占空比，然后继续静电脉冲输出，以维持静电吸附单元的静电吸附力恒定。2.根据权利要求1所述的一种维持静电吸附力的控制方法，其特征在于，所述s30中静电输出关闭时长小于10ms。3.根据权利要求2所述的一种维持静电吸附力的控制方法，其特征在于，所述s30中静电吸附单元中的电极通断电频率为2-100hz。4.根据权利要求3所述的一种维持静电吸附力的控制方法，其特征在于，所述s30包括以下子步骤：s31，检测反馈电压的实时值，反馈电压的实时值低于设定值的20％时，关闭静电输出；s32，检测反馈电流的实时值，反馈电流的实时值高于设定值的20％时，关闭静电输出。5.根据权利要求4所述的一种维持静电吸附力的控制方法，其特征在于，所述s50具体包括以下子步骤：s51，当反馈电压的实时值高于设定值的5％时，降低占空比，然后继续输出静电脉冲；s52，当反馈电流的实时值低于设定值的5％时，增加占空比，然后继续输出静电脉冲。6.一种维持静电吸附力的控制器，其特征在于，包括mcu、脉冲输出模块、高压模块和干簧继电器，所述脉冲输出模块、高压模块的信号输入端均与mcu的信号输出端连接，所述脉冲输出模块、高压模块的信号输出端均与干簧继电器的信号输入端连接，所述高压模块用于检测反馈电压与电流的实时值，所述干簧继电器用于静电输出的关闭和开启。7.根据权利要求6所述的一种维持静电吸附力的控制器，其特征在于，所述mcu连接有plc，所述plc用于存储程序，执行调节占空比的指令。8.根据权利要求7所述的一种维持静电吸附力的控制器，其特征在于，所述mcu工作时通过ethernetip通信协议，采用i/o接口与plc进行通讯。9.根据权利要求8所述的一种维持静电吸附力的控制器，其特征在于，所述mcu连接有人机界面模块，用于显示反馈电压与电流的实时值及物体被吸附的状态，还用于输入调节占空比、控制干簧继电器开闭的程序指令。10.根据权利要求9所述的一种维持静电吸附力的控制器，其特征在于，所述人机界面模块与所述mcu之间采用串口通信。

技术总结
本发明公开了一种维持静电吸附力的控制方法以及实现该方法的控制器，控制方法包括以下步骤：S10，静电输出开启，使静电吸附单元中的电极带电；S20，检测反馈电压与电流的实时值，根据实时值与基准值对比获得物体被吸附的状态；S30，当获知物体与静电吸附单元之间的静电力减弱时，静电输出短暂关闭后再开启，物体与静电吸附单元之间获得静电力；S40，当获知物体被与静电吸附单元之间具有静电力时，进行静电脉冲输出；S50，再次检测反馈电压与电流的实时值，并与设定值对比后调整占空比。所述控制器包括MCU、脉冲输出模块、高压模块和干簧继电器。本发明在吸附面受到外力摩擦的情况下仍可以对极片保持有吸附力，使被吸附物体不会出现掉落的情况。掉落的情况。掉落的情况。


技术研发人员：张均龙 张志伟 陈文文 温燕修 邓玮
受保护的技术使用者：海目星激光科技集团股份有限公司
技术研发日：2023.06.28
技术公布日：2023/9/20