[实用新型]一种恒力研磨控制系统有效
申请号: | 201820690789.1 | 申请日: | 2018-05-10 |
公开(公告)号: | CN208861156U | 公开(公告)日: | 2019-05-14 |
发明(设计)人: | 张铁;蔡超;邹焱飚 | 申请(专利权)人: | 华南理工大学 |
主分类号: | G05B13/04 | 分类号: | G05B13/04;G05D15/01 |
代理公司: | 广州市华学知识产权代理有限公司 44245 | 代理人: | 李斌 |
地址: | 510640 广*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 研磨 恒力 交流伺服电机 工业计算机 控制系统 精密直线运动 本实用新型 压力传感器 研磨机 模组 机器人 浮动 模糊控制算法 实时控制系统 实时数据采集 卡尔曼滤波 传感系统 上下位移 实时控制 信号传输 运行程序 可控制 磨削 砂盘 噪声 期望 编制 | ||
1.一种恒力研磨控制系统,其特征在于,包括:机械主体、交流伺服驱动机构、以及控制模块;所述机械主体包括手动示教器、机器人、以及研磨机构,所述机器人和研磨机构固定在同一平板底座上;所述手动示教器用于编制所述机器人的运动轨迹;所述机器人的末端执行器上设置专用夹具,夹持工件做特定轨迹运动;所述交流伺服驱动机构用于控制研磨机构的电机转动速度;所述研磨机构包括研磨平台、压力传感器、伺服运动机构、以及辅助部件;所述辅助部件包括滑轮组和对重块,通过滑轮组和对重块平衡研磨平台的大部分重量;所述研磨平台设置有定速转动的研磨盘,所述研磨盘用于机器人夹持工件做恒力研磨;所述伺服运动机构用于控制研磨平台在竖直方向上的位移;所述压力传感器用于检测研磨平台在竖直方向上受到的压力信号,并将所述压力信号传输给控制模块,所述控制模块对检测到的间接研磨力与期望研磨力之间的偏差信号和研磨过程中噪声信号做出相应处理,采用模糊控制算法对工件实现恒力磨削。
2.根据权利要求1所述的恒力研磨控制系统,其特征在于,所述研磨机构包括研磨平台、压力传感器、伺服运动机构、以及辅助部件;所述辅助部件包括平板底座、T型支架、滑轮组、细绳、以及对重块;所述伺服运动机构包括直线导轨、直线运动模组、联轴器、以及第一交流伺服电机;所述研磨平台包括研磨盘、第二交流伺服电机、以及电机支架;
所述机器人通过螺栓连接机器人底座并固定在平板底座上,所述T型支架与平板底座由若干个螺栓连接固定,所述T型支架设有尺寸为420*500*660mm的竖直钢板;在所述竖直钢板的侧平面上安装直线运动模组,在直线运动模组的上部安装联轴器,所述联轴器连接第一交流伺服电机;
所述第二交流伺服电机固定在倒置的电机支架上,第二交流伺服电机上部与研磨盘通过键槽相连,从而驱动研磨盘做定速旋转,共同组成研磨平台;所述研磨平台的电机支架的侧面并排连接压力传感器和直线导轨的一端,压力传感器和直线导轨的另一端连接直线运动模组,具体是:所述压力传感器一端连接电机支架,另一端连接直线运动模组的滑块,所述直线导轨包括导轨和导轨滑块,所述直线导轨的导轨滑块连接电机支架,与导轨滑块配套的导轨连接直线运动模组的滑块;所述第一交流伺服电机通过驱动直线运动模组,直线运动模组通过直线导轨带动研磨平台在竖直方向进行位移;
所述竖直钢板上部安装滑轮组,所述对重块与研磨平台通过细绳相连接,细绳绕在滑轮组上,对重块质量与研磨平台质量相当;在研磨平台未受到外力时保证压力传感器示数趋近于0。
3.根据权利要求1所述的恒力研磨控制系统,其特征在于,所述交流伺服驱动机构包括第一交流伺服电机驱动器和第二交流伺服电机驱动器;所述第一交流伺服电机和第二交流伺服电机的光电编码器均分别通过伺服驱动器上的标准化接口CN2端子与第一交流伺服电机驱动器和第二交流伺服电机驱动连接;所述第一交流伺服电机驱动器工作在位置控制模式,通过外部输入的脉冲的频率来确定所述第一交流伺服电机转动速度的大小,通过脉冲的个数来确定转动的角度,同时控制第一交流伺服电机的输出脉冲,并输出第一交流伺服电机的光电编码器当前值;所述第二交流伺服电机驱动器工作在速度控制模式,通过脉冲的频率进行转动速度的控制,控制第二交流伺服电机的脉冲输出频率,达到速度控制的目的。
4.根据权利要求1所述的恒力研磨控制系统,其特征在于,所述控制模块包括控制器、耦合器、模拟量输入模块、数字量输入模块、数字量输出模块、以及单通道运算放大器;所述控制器采用安装有德国倍福的实时控制软件TwinCAT的工业计算机,通过以太网线与耦合器通讯;所述耦合器用于控制模拟量输入模块、数字量输入模块和数字量输出模块,最小采样周期为1毫秒;
所述单通道运算放大器将压力传感器输出的电荷信号转换为与之对应的±5v模拟量电压信号,由模拟量输入模块A/D转换后输入所述的工业计算机;
所述数字量输入模块用于将机器人诊断信号输入所述的工业计算机,所述机器人诊断信号为检测机器人是否故障和是否运动的信号;
所述数字量输出模块用于将远程控制机器人开关机以及紧急停止操作的数字信号输出到机器人控制柜中的I/O接口。
5.根据权利要求1所述的恒力研磨控制系统,其特征在于,所述手动示教器设置机器人控制柜,控制机器人运动轨迹的指令通过机器人控制柜传递给机器人。
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