[发明专利]一种并联机构运动平台和变加速度运动控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种并联机构运动平台和变加速度运动控制方法。  

背景技术

电子封装的对象一般都尺寸微小、质量轻、定位精度要求高，对装配运动平台、机械手或焊头的运动性能要求苛刻。运动过程中的振动要小，特别是启动和停止阶段的速度和加速度曲线必须连续或光滑，否则影响定位精度和工作效率。变加速度可应用于并联机构运动平台装置中，通过变加速度控制，可以使运动平台和焊头的运行曲线、速度曲线和加速度曲线都连续、光滑，中间没有停滞、突变现象，因此运动平台在运行过程中冲击、振动小；在启动和停止时，运动平台加速度为零，因此运动平台能柔和起停，运动平台上的执行器具能以“零接触力”接触工件或元器件，这对提高装配质量和效率非常有利。该机构可应用于电子封装设备的高速高精度执行机构中，例如:IC芯片粘片机、焊线机和SMT的焊头等。

发明内容

针对执行机构在运动的起点和终点需要平稳、柔和运动，而在其他路径上需要尽可能的高速运行。本发明的目的是提供一种并联机构运动平台和变加速度运动控制方法。

本发明提供一种并联机构运动平台和变加速度控制方法，该并联机构运动平台包括机架、直线导轨、左滑块、右滑块、第一连杆、第二连杆、第三连杆和动平台；所述直线导轨安装在所述机架上，所述左滑块和右滑块沿所述直线导轨运动；动平台与所述第一连杆、第二连杆、第三连杆的一端铰接，所述第一连杆、第二连杆的另一端与所述左滑块铰接，所述第三连杆的另一端与所述右滑块铰接；所述三个连杆、两个滑块和动平台形成平面并联机构；按照不同的加速度曲线对所述左滑块和右滑块进行变加速度控制。

进一步地，采用两个伺服电机分别通过不同的S型速度控制曲线控制所述左、右滑块的运动，使得所述左、右滑块的加速度为变加速度。

进一步地，所述变加速度为T形曲线。

一种基于上述变加速度控制方法的并联机构运动平台，所述三副连杆的长度相等，其中第一连杆与第二连杆平行；所述第一连杆、第二连杆、所述左滑块、所述动平台形成平行四边形结构，确保所述动平台在运动过程中始终与直线导轨平行。

进一步地，在所述直线导轨的两端分别安装两个光电开关。

进一步地，所述机架和所述三个连杆都采用铝合金制作。

进一步地，所述机架安装在的铸钢底座上。

本发明由于采用以上技术方案，具有以下优点：

1）通过驱动电机的变加速度控制，可以使运动平台和焊头的运行曲线、速度曲线和加速度曲线都连续、光滑，中间没有停滞、突变现象，运动平台在运行过程中冲击、振动小；在启动和停止时，运动平台的加速度为零，因此运动平台能柔和起停，运动平台上的焊头能以“零接触力”接触工件或元器件。

2）并联机构连接动平台结构稳定，刚度大；与串联机构相比，在相同自重与体积下具有较高的承载能力，同时具有机构的运动精度高、运动速度快、加速度大的特点。

3）滑块在直线导轨上只作平动，控制较为容易。

4）长度相等的两个连杆、动平台和左滑块组成的平行四边行机构，保证动平台在运动过程中始终与直线导轨保持平行。

5）光栅尺测量滑块的位置，通过全闭环反馈控制伺服电机转动的角度，来带动左右滑块的移动，从而实现动平台的高精度位移和定位。

6）机构整体重量比较轻，尺寸小，特别是并联机构和动平台的重量轻，容易安装在其他的机器上或和其他机器联合使用。

附图说明

图1是本发明装置的示意图。

图2是本发明装置的左右滑块加速度示意图。

图3是本发明装置的动平台X、Y方向及合成的速度曲线示意图。

图4是本发明装置的动平台X、Y方向及总加速度曲线示意图。

其中: 1动平台，2焊头，3、4长度相等的第一和第二连杆，5左伺服电机，6右伺服电机，7左滑块，8运动轨迹曲线，9 第三连杆，10右滑块，11 光栅尺，12直线导轨，13、14滚珠丝杠，15机架，16光电开关，17轴承座。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步地详细说明：