[发明专利]减低机械手臂振动的方法

说明书

本发明公开一种减低机械手臂振动的方法，其包含下列步骤：将至少一惯性致动器及至少一振动信号提取单元安装于一机械手臂的加工端；由振动信号提取单元感测机械手臂的加工端产生的振动，并产生振动信号；由中央处理单元根据振动信号及机械手臂的加工端的坐标，提取至少一组对应的控制参数，计算至少一输出力；由惯性致动器将输出力作用于机械手臂的加工端，以抵消机械手臂的加工端的振动力。

技术领域

本发明涉及加工技术领域，尤其是涉及一种可用于降低机械手臂的加工端在加工过程时的振动的减低机械手臂振动的方法。

背景技术

机械手臂具有较弹性的应用场合与多轴加工(例如，切削、抛光、研磨)的能力，但由于机械手臂相较于CNC加工机的刚性极低，因此目前的振动问题在高负载的应用(例如，切削)上仍难以克服。

机械手臂振动问题，将造成机械手臂在加工过程时产生颤振，尤其，机械手臂的加工端的振动问题，导致效率低落与表面粗糙度不佳等问题，且机械手臂随姿态改变造成机械手臂本身共振频率变化，因此，在金属加工产业中，目前仍以CNC工具机为主要的加工设备。

若能够控制机械手臂加工振动的发生，提升机械手臂动刚性，则加工深度可以再提升，加工效率也可以有效提升，并同时能够保障刀具寿命。因此一般业者在加工过程中，会以阻尼器抑制振动的功能，藉此降低加工振动，同时由于阻尼系数的提升，使切削稳态图的稳态区域向上提升，可增加加工深度并提升效率。

然由于目前在机械手臂加工应用上仍属于前期发展阶段，故对于机械手臂减振应用的专利或公开文件仍然稀少，且以被动式调谐质量阻尼装置为主。而调谐质量阻尼装置只可抑制固定频率的振动，若结构共振频率改变效果将明显下降，不适合用于结构频率时常改变的状况。

据此，如何能有一种可有效降低机械手臂的加工端振动的「减低机械手臂振动的方法」，是相关技术领域人士亟待解决的课题。

发明内容

在一实施例中，本发明提出一种减低机械手臂振动的方法，包含下列步骤：

将至少一惯性致动器及至少一振动信号提取单元安装于一机械手臂的加工端；

由振动信号提取单元感测机械手臂的加工端产生的振动，并产生一振动信号；

由一中央处理单元根据振动信号及机械手臂的加工端的坐标，提取至少一组对应的控制参数，计算至少一输出力；以及

由惯性致动器将输出力作用于机械手臂的加工端，以抵消机械手臂的加工端的振动力。

附图说明

图1为本发明的一实施例的流程图；

图2为本发明将惯性致动器与振动信号提取单元安装于机械手臂的结构示意图；

图3为本发明基于图1所示流程衍生而出的另一实施例的流程图；

图4为基于图3实施例的各构件的电连接架构示意图；

图5为本发明建立机械手臂的加工端坐标和自然频率关系数据库的方法的架构示意图。

符号说明

1:机械手臂

11:应用模块/加工端

2:惯性致动器

3:振动信号提取单元

4:模拟数字转换单元

5:数字振动信号处理器

6:中央处理单元

7:数字模拟转换器

8:信号输出单元

9:数据库