[发明专利]一种可自动化工件加工的数控机床用机械手及其制造方法

权利要求书

1.一种可自动化工件加工的数控机床用机械手，其特征在于，所述可自动化工件加工的数控机床用机械手包括:控制器、悬挂导轨，纵向支撑伸缩轴、全方位旋转接头、伸缩杆、支撑盘、抓手、声波传感器；

所述纵向支撑伸缩轴卡接在悬挂导轨上；所述全方位旋转接头与纵向支撑伸缩轴通过螺栓连接；所述全方位旋转接头与伸缩杆卡接；

所述伸缩杆与支撑盘通过螺栓连接；所述抓手卡接在支撑盘上；所述控制器通过导线分别与悬挂导轨，纵向支撑伸缩轴、全方位旋转接头、伸缩杆、支撑盘、抓手、声波传感器连接；所述声波传感器镶嵌在支撑盘上；

所述支撑盘上镶装有定位检测模块；所述定位检测模块通过有线或无线连接控制器；所述定位检测模块的定位检测方法包括：

待定位节点通信范围内的锚节点O坐标为A_i(x_i,y_i)，其中i＝0,1,L,n，n³4；

待定位节点对接收信号r(t)进行采样得到采样信号r(n)，其中，n＝0,1,L,N-1，N表示OFDM符号包含的子载波个数，同时记录所接收到的信号的发送节点为A_i(x_i,y_i)；

根据采样信号r(n)，计算互相关值E：

根据对数距离路径损耗模型，如下公式计算待定位节点与锚节点A_i之间的距离：

其中，表示距离发送端距离为时获取的互相关值，Pr(d₀)表示距离发送端d₀＝1米处获取的互相关值，γ表示路径损耗因子，lg(×)表示底为10的对数运算，X_s服从均值为0、标准差为s的高斯分布；

利用上式计算出各个锚节点与待定位节点O之间的距离分别为对应的锚节点的坐标分别为A_i(x_i,y_i)，其中i＝0,1,2,L,n；

根据自适应距离修正算法，估计出待定位节点的坐标O(x,y)；

所述声波传感器用于获取待加工元件的实时运行图像信息，并将所述实时运行图像信息传输给控制器；所述控制器对待加工元件的实时运行图像信息与预编制的标准信息进行对比后，将控制指令分别发送到全方位旋转接头、伸缩杆、支撑盘、抓手上的指令执行模块上，进行相应动作的调整；

所述声波传感器用于获取待加工元件的实时运行图像信息的方法包括：

根据波数的求解空间确定扫描单元的形式；

利用扫描单元比较找出在相应空间中弥散方程模值的极小值点；

利用弥散方程的模值在零点附近的收敛性判断极小值点是否为零点；

所述根据波数的求解空间确定扫描单元的形式包括：

声波在不同结构中传播的弥散方程为二元超越方程f(ω,ξ)＝0，当在实波数域和纯需波数的情况下求解此方程时，频率ω和波数ξ组成了一个二维平面，而方程f(ω,ξ)＝0的解则是一条条平面内的曲线，选择固定频率或者波数中的任意一个会得到ω-ξ二维平面内的一条直线，再用线元对这条直线进行扫描，线元在ω-ξ二维平面内与弥散曲线的交点是唯一的；

当在复波数域内求解此方程时，波数ξ为复数，令ξ＝a+bi，a,b均为实数，则方程g(a,b,ξ)＝f(ω,ξ)＝0；

方程变为a,b,ξ的三元超越方程，波数的实部a，虚部b以及频率ω组成了一个三维空间，而方程g(a,b,ξ)＝0的解是一条条空间内的曲线，选择固定波数的实部a，虚部b以及频率ω中任意一个会得到a-b-ξ空间中的一个平面，再用面元对这个平面进行扫描，面元在a-b-ξ的三维空间中与弥散曲线的交点是唯一的。

2.如权利要求1所述可自动化工件加工的数控机床用机械手，其特征在于，所述利用扫描单元比较找出在相应空间中弥散方程模值的极小值点包括：

在选择好相应的扫面微元后，取步长划分微元，比较划分节点上方程的模值|f(ω,ξ)|的大小，找出弥散方程模值取最小值的节点，若节点不取在扫描微元的边界节点上，则此节点即为模值极小值点，然后依次进入下一个扫描微元，新的扫描微元需将上一扫描微元中的部分边界节点包含在内部；最后，以某一步长改变初始固定的频率或波数的值，找出空间中的所有弥散方程的模值极小值点。