本實(shí)用新型涉及柔性振動(dòng)檢測控制領(lǐng)域,具體涉及一種基于直線運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)裝置。
背景技術(shù):
并聯(lián)機(jī)構(gòu)作為并聯(lián)機(jī)器人理論研究和應(yīng)用的基礎(chǔ),具備以下優(yōu)點(diǎn):
(1)精度高:從運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度看,并聯(lián)結(jié)構(gòu)各運(yùn)動(dòng)鏈的布置可以限制這種誤差的累積放大,使其更適合作為高精度機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu);
(2)剛度大:較高的剛度才能保證機(jī)構(gòu)具有較高的定位精度和良好的抗干擾性能。并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)通過多個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈與機(jī)架聯(lián)接,增加了整體結(jié)構(gòu)剛度;
(3)結(jié)構(gòu)緊湊:并聯(lián)式結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)得更為緊湊,所占空間更小。小的機(jī)構(gòu)本體尺寸意味著受到很小的慣性力及表面力影響;
(4)便于對(duì)稱性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):因?yàn)閷?duì)稱性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)便于補(bǔ)償加工或溫度變化等因素引起的誤差,從而在整體上改進(jìn)機(jī)構(gòu)的精度。另外,對(duì)稱性的結(jié)構(gòu)也意味著加工簡單,易于模塊化;
(5)驅(qū)動(dòng)裝置固定:采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)很容易將驅(qū)動(dòng)裝置放于機(jī)座上,減輕了運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的質(zhì)量,從而減少了運(yùn)動(dòng)負(fù)載和系統(tǒng)慣性,改善了機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)性能,可獲得較高的動(dòng)力學(xué)精度;
(6)存在消極鉸鏈:并聯(lián)結(jié)構(gòu)中消極鉸鏈的存在可使機(jī)構(gòu)變得結(jié)構(gòu)緊湊、整體小型化;更重要的是可改善機(jī)構(gòu)的受力情況,避免桿件的縱向彎曲。
因此,研究一種應(yīng)用直線運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)、可直觀地分析剛性構(gòu)件與柔性構(gòu)件各自的優(yōu)缺點(diǎn)的剛性與柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)振動(dòng)檢測控制裝置具有重要研究意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足,本實(shí)用新型提供一種基于直線運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)裝置。
本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
一種基于直線運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)裝置,包括柔性與剛性并聯(lián)本體部分、運(yùn)動(dòng)位移檢測部分、振動(dòng)檢測部分及振動(dòng)控制部分;
所述柔性與剛性并聯(lián)本體部分:包括靜平臺(tái)、兩個(gè)相互連接的柔性桿及兩個(gè)相互連接的剛性桿,所述靜平臺(tái)平行設(shè)置兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)單元,每個(gè)直線運(yùn)動(dòng)單元上設(shè)置滑塊連接塊;所述兩個(gè)剛性桿及兩個(gè)柔性桿對(duì)稱設(shè)置,相鄰的剛性桿及柔性桿通過滑塊連接塊連接;
所述運(yùn)動(dòng)位移檢測部分,包括光柵尺位移傳感器、四倍頻及變相脈沖計(jì)數(shù)電路、運(yùn)動(dòng)控制卡及計(jì)算機(jī),所述光柵尺位移傳感器與直線運(yùn)動(dòng)單元平行設(shè)置在靜平臺(tái)上,檢測直線運(yùn)動(dòng)單元的滑塊信息傳輸?shù)剿谋额l及變相脈沖計(jì)數(shù)電路,然后輸出到運(yùn)動(dòng)控制卡,運(yùn)動(dòng)控制卡輸出到計(jì)算機(jī);
所述振動(dòng)檢測部分,包括單軸加速度傳感器、雙軸加速度傳感器及A/D數(shù)據(jù)采集卡,剛性桿及柔性桿的幾何中心位置分別設(shè)置單軸加速度傳感器,所述雙軸加速度傳感器固定在兩個(gè)剛性桿及兩個(gè)柔性桿的連接處,單軸及雙軸加速度傳感器檢測的振動(dòng)信號(hào)傳輸?shù)竭\(yùn)動(dòng)控制卡,進(jìn)一步傳輸?shù)接?jì)算機(jī);
所述振動(dòng)控制部分,包括壓電驅(qū)動(dòng)器、壓電驅(qū)動(dòng)放大電源及D/A轉(zhuǎn)換卡,所述壓電驅(qū)動(dòng)器粘貼在每根柔性桿上,計(jì)算機(jī)得到控制信號(hào)通過運(yùn)動(dòng)控制卡及D/A轉(zhuǎn)換卡傳輸?shù)綁弘婒?qū)動(dòng)放大電源驅(qū)動(dòng)壓電驅(qū)動(dòng)器。
所述直線運(yùn)動(dòng)單元包括導(dǎo)桿、滑塊及交流伺服電機(jī),所述交流伺服電機(jī)通過聯(lián)軸器與導(dǎo)桿連接驅(qū)動(dòng)滑塊滑動(dòng),滑塊通過滑塊連接塊帶動(dòng)剛性桿及柔性桿平移和轉(zhuǎn)動(dòng),交流伺服電機(jī)通過電機(jī)伺服放大器及D/A轉(zhuǎn)換卡接收計(jì)算機(jī)通過運(yùn)動(dòng)控制卡的輸出信號(hào)。
壓電驅(qū)動(dòng)器由四片壓電陶瓷片構(gòu)成,雙面粘貼,每面兩片,并聯(lián)連接,且關(guān)于柔性桿中心對(duì)稱粘貼。
所述光柵尺位移傳感器及四倍頻及變相脈沖計(jì)數(shù)電路均為兩個(gè),所述光柵尺位移傳感器平行設(shè)置在直線運(yùn)動(dòng)單元的外側(cè)用于測量滑塊的位移。
還包括折彎件,所述雙軸加速度傳感器通過折彎件安裝在兩個(gè)剛性桿及兩個(gè)柔性桿的連接處。
所述兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)單元之間的距離為500mm。
剛性桿的厚度尺寸大于柔性桿的厚度尺寸。
一種基于直線運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)裝置的控制方法,包括如下步驟:
第一步 計(jì)算機(jī)將并聯(lián)機(jī)構(gòu)預(yù)定的軌跡信息通過運(yùn)動(dòng)控制卡及D/A轉(zhuǎn)換卡傳輸?shù)诫姍C(jī)伺服放大器驅(qū)動(dòng)滑塊在導(dǎo)桿上滑動(dòng),帶動(dòng)剛性桿及柔性桿平移和轉(zhuǎn)動(dòng);
第二步 光柵尺位移傳感器檢測直線運(yùn)動(dòng)單元上滑塊的運(yùn)動(dòng)位移經(jīng)過四倍頻及變相脈沖計(jì)數(shù)電路處理后得到數(shù)字信號(hào),傳輸?shù)竭\(yùn)動(dòng)控制卡,然后輸入到計(jì)算機(jī)進(jìn)行算法處理;
第三步 雙軸加速度傳感器分別檢測剛性桿及柔性桿輸出端在水平方向上X、Y軸的加速度信息和振動(dòng)信號(hào),四個(gè)單軸加速度傳感器分別檢測剛性桿和柔性桿在水平方向上的加速度信息和振動(dòng)信號(hào),然后將檢測信號(hào)經(jīng)過A/D數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后,得到數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)焦谈哌\(yùn)動(dòng)控制器進(jìn)行處理,然后輸入到計(jì)算機(jī)進(jìn)行算法處理,經(jīng)過解算,得到相應(yīng)的反饋控制信號(hào);
第四步 計(jì)算機(jī)根據(jù)上述檢測信號(hào),根據(jù)反饋信號(hào)運(yùn)行控制算法,計(jì)算得出振動(dòng)控制的控制信號(hào),然后由運(yùn)動(dòng)控制卡的模擬量輸出模塊經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換卡轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)后往外傳輸給電機(jī)伺服放大器,經(jīng)過電機(jī)伺服放大器放大作用后,將振動(dòng)控制信號(hào)輸送至交流伺服電機(jī),調(diào)節(jié)交流伺服電機(jī)的正反轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)動(dòng)速率,實(shí)現(xiàn)對(duì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)輸出端的實(shí)時(shí)振動(dòng)主動(dòng)控制;
第五步 根據(jù)反饋信號(hào)運(yùn)行控制算法,計(jì)算得出振動(dòng)控制的控制信號(hào),然后由運(yùn)動(dòng)控制卡的模擬量輸出模塊經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換卡轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)后往外傳輸給壓電驅(qū)動(dòng)放大電源,經(jīng)過壓電驅(qū)動(dòng)放大電源的放大作用后,將振動(dòng)控制信號(hào)輸送至壓電驅(qū)動(dòng)器,實(shí)現(xiàn)對(duì)柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)輸出端的實(shí)時(shí)振動(dòng)主動(dòng)控制。
本實(shí)用新型的有益效果:
(1)本實(shí)用新型采用直線運(yùn)動(dòng)單元作為驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu),直線運(yùn)動(dòng)單元結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、響應(yīng)速度快,可靈敏實(shí)現(xiàn)加速和減速,配以光柵尺傳感器作為工作臺(tái)的位置測量元件,定位精度高;
(2)本實(shí)用新型振動(dòng)檢測部分和控制部分均采用電氣控制,相比氣動(dòng)控制回路來說,電氣控制回路具有信號(hào)簡單、控制對(duì)象少、控制邏輯簡單、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn),模擬量為電流或者電壓,對(duì)現(xiàn)場要求低并且對(duì)周圍環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生影響;
(3)本實(shí)用新型剛性與柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)輸出端上安裝雙軸加速度傳感器,可以檢測并聯(lián)機(jī)構(gòu)輸出端兩個(gè)自由度的信息,對(duì)剛性與柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)輸出端的動(dòng)態(tài)特性分析和反饋控制提供很好的測量手段。
附圖說明
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是圖1中直線運(yùn)動(dòng)單元及柔性與剛性并聯(lián)本體部分的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖,對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說明,但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
實(shí)施例
如圖1及圖2所示,圖1中靜平臺(tái)隱藏顯示,一種基于直線運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)裝置,包括
柔性與剛性并聯(lián)本體部分,包括一個(gè)靜平臺(tái)、一個(gè)剛性并聯(lián)結(jié)構(gòu)和一個(gè)柔性并聯(lián)結(jié)構(gòu),靜平臺(tái)由若干長度不一的鋁型材和基板構(gòu)成;所述剛性并聯(lián)結(jié)構(gòu)由剛性并聯(lián)輸出端和兩個(gè)剛性并連分支構(gòu)成,每個(gè)剛性并聯(lián)分支由一個(gè)剛性桿構(gòu)成,所述柔性并聯(lián)結(jié)構(gòu)由柔性并聯(lián)輸出端和兩個(gè)柔性并聯(lián)分支構(gòu)成,每個(gè)柔性并聯(lián)分支由一個(gè)柔性桿構(gòu)成,兩個(gè)剛性桿7、12及兩個(gè)柔性桿4、11對(duì)稱設(shè)置,相鄰兩個(gè)剛性桿及兩個(gè)柔性桿采用轉(zhuǎn)軸8連接,作為輸出端。
相鄰的剛性桿及柔性桿通過滑塊連接塊3連接,所述滑塊連接塊3通過銷和螺紋與直線運(yùn)動(dòng)單元2連接,所述直線運(yùn)動(dòng)單元具體為兩個(gè),平行設(shè)置在靜平臺(tái)上,包括導(dǎo)桿、滑塊及交流伺服電機(jī),交流伺服電機(jī)通過聯(lián)軸器與導(dǎo)桿連接,滑塊與導(dǎo)桿相互連接,交流伺服電機(jī)13通過電機(jī)伺服放大器17及D/A轉(zhuǎn)換卡18接收計(jì)算機(jī)20通過運(yùn)動(dòng)控制卡19的輸出信號(hào),電機(jī)伺服放大器17驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。
交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)滑塊在導(dǎo)桿上來回移動(dòng),從而帶動(dòng)剛性桿和柔性桿平移和轉(zhuǎn)動(dòng),使剛性與柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)輸出端按期望的軌跡和位置定位到具體目標(biāo)位置;
本實(shí)施例采用的直線運(yùn)動(dòng)單元MISUMI公司生產(chǎn)的的單軸驅(qū)動(dòng)器-LX45-標(biāo)準(zhǔn)型直線運(yùn)動(dòng)單元,型號(hào)為LX4520C-B1-A4538-590,行程為590mm,分別以相距500mm、互相平行的方式通過螺紋連接固定在靜平臺(tái)上。
本實(shí)施示例中,靜平臺(tái)的尺寸參數(shù)為1000×1000×600mm,其中,基板的尺寸參數(shù)為1000×1000×15mm,鋁型材選用截面大小為80×80mm的,鋁型材構(gòu)成靜平臺(tái)長、寬、高的長度為840mm、840mm、500mm。剛性桿7的尺寸參數(shù)為300×12×25mm,采用鋁合金材料,為使桿件表面絕緣,需要對(duì)其進(jìn)行氧化處理;柔性桿4的尺寸參數(shù)為300×3×25mm,采用環(huán)氧樹脂材料。剛性與柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)輸出端設(shè)計(jì)為40×30×30mm,厚度為3mm的折彎件,采用鋁合金材料,為使桿件表面絕緣,需要對(duì)其進(jìn)行氧化處理。
運(yùn)動(dòng)位移檢測部分,包括光柵尺位移傳感器1、四倍頻及變相脈沖計(jì)數(shù)電路15、運(yùn)動(dòng)控制卡19及計(jì)算機(jī)20,所述光柵尺位移傳感器1與供電電壓為+5V的直流電源連接,一共有兩個(gè),分別平行于兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)單元,且位于其外側(cè)固定在靜平臺(tái)上,光柵尺位移傳感器的測量滑塊與直線運(yùn)動(dòng)單元的滑塊機(jī)械連接,光柵尺位移傳感器檢測到直線運(yùn)動(dòng)單元上滑塊的位移數(shù)字脈沖信號(hào)傳輸?shù)剿谋额l、變相脈沖計(jì)數(shù)電路,四倍頻及變相脈沖計(jì)數(shù)電路可選用集成在運(yùn)動(dòng)控制卡上的,然后傳輸?shù)接?jì)算機(jī);
振動(dòng)檢測部分,包括單軸加速度傳感器6、雙軸加速度傳感器10及A/D數(shù)據(jù)采集卡16,所述單軸加速度傳感器6一共有四個(gè),分別安裝在剛性桿及柔性桿的幾何中心位置,檢測到每根剛性桿或者柔性桿的振動(dòng)信號(hào),所述雙軸加速度傳感器10通過折彎件9安裝在兩個(gè)柔性桿的轉(zhuǎn)軸上及兩個(gè)剛性桿的轉(zhuǎn)軸。所述雙軸加速度傳感器通過螺紋連接固定在折彎件,折彎件通過螺紋固定在轉(zhuǎn)軸8上。雙軸加速度傳感器檢測到剛性與柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)輸出端在水平方向上的振動(dòng)信號(hào)傳輸?shù)紸/D數(shù)據(jù)采集卡,A/D數(shù)據(jù)采集卡16將每個(gè)單軸加速度傳感器及雙軸加速度傳感器所檢測到的信號(hào)傳輸給運(yùn)動(dòng)控制卡,運(yùn)動(dòng)控制卡與計(jì)算機(jī)相互連接。
振動(dòng)控制部分,包括壓電驅(qū)動(dòng)器5、壓電驅(qū)動(dòng)放大電源14及D/A轉(zhuǎn)換卡18,所述壓電驅(qū)動(dòng)器粘貼在每根柔性桿上,計(jì)算機(jī)得到控制信號(hào)通過運(yùn)動(dòng)控制卡及D/A轉(zhuǎn)換卡傳輸?shù)綁弘婒?qū)動(dòng)放大電源驅(qū)動(dòng)壓電驅(qū)動(dòng)器。
壓電驅(qū)動(dòng)器由四片壓電陶瓷片構(gòu)成,固定在柔性桿的兩端,雙面粘貼,每面兩片,并聯(lián)連接,關(guān)于柔性桿中心對(duì)稱,計(jì)算機(jī)運(yùn)行算法運(yùn)算得到的控制信號(hào)通過D/A轉(zhuǎn)換傳輸給壓電驅(qū)動(dòng)放大電源,壓電驅(qū)動(dòng)放大電源驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷片驅(qū)動(dòng)器作用于柔性桿。
該并聯(lián)機(jī)器人由剛性并聯(lián)機(jī)構(gòu)和柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)兩部分組成;在剛性并聯(lián)機(jī)構(gòu)中,兩條被動(dòng)桿在厚度方向上的尺寸比較大,在柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)中,兩條被動(dòng)桿在厚度方向上的尺寸比較小,所以體現(xiàn)了柔性桿特性;直線運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)剛性桿和柔性桿運(yùn)動(dòng)時(shí),并聯(lián)機(jī)構(gòu)輸出端就會(huì)體現(xiàn)出振動(dòng)特性。
本實(shí)施示例中,光柵尺位移傳感器1選用威海三豐電子科技有限公司供應(yīng)的型號(hào)為GBC-Q的光柵尺位移傳感器,量程為700mm,柵距為0.02mm,輸出兩路相差90°的TTL方波信號(hào);與該型號(hào)光柵尺位移傳感器配套的數(shù)顯表參數(shù)為:四倍頻、允許輸入TTL方波信號(hào)、允許輸入信號(hào)頻率大于1000kHz等;由于直線運(yùn)動(dòng)單元2以相距500mm、互相平行的方式設(shè)置在靜平臺(tái)上,因此本裝置要求有兩個(gè)2個(gè)相同的光柵尺位移傳感器以及兩套相互獨(dú)立的四倍頻及變相脈沖計(jì)數(shù)電路15;在運(yùn)動(dòng)位移檢測部分中,運(yùn)動(dòng)控制卡9接收光柵尺位移傳感器1所檢測到的經(jīng)過脈沖計(jì)數(shù)處理的信號(hào),因此要求運(yùn)動(dòng)控制卡具有2路模擬量輸入模塊。
本實(shí)施示例中,單軸加速度傳感器6可選用瑞士Kistler公司生產(chǎn)的型號(hào)為8310B2型低頻電容式加速度傳感器,重量約為17g,檢測頻率響應(yīng)范圍為0~250Hz,用于檢測到剛性桿和柔性桿在水平方向上的加速度信息和振動(dòng)信號(hào),雙軸加速度傳感器10選用型號(hào)為CS-2LAS-01的X、Y軸雙軸加速度計(jì),外形尺寸為48mm×38mm×18mm,重量約為30g,模擬量輸出方式為RS485V,數(shù)據(jù)輸出格式為16位二進(jìn)制補(bǔ)碼,用于檢測到剛性與柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)輸出端在水平方向上X、Y軸的加速度信息和振動(dòng)信號(hào);A/D數(shù)據(jù)采集卡16對(duì)單軸加速度傳感器6及雙軸加速度傳感器10所檢測到的信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換,因此要求A/D數(shù)據(jù)采集卡具有6路模擬量輸入模塊和6路模擬量輸出模塊,即可選用集成多通道A/D數(shù)據(jù)采集和D/A轉(zhuǎn)換的固高運(yùn)動(dòng)控制卡;在振動(dòng)檢測部分中,運(yùn)動(dòng)控制卡接收單軸加速度傳感器6及雙軸加速度傳感器10所檢測到的經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的信號(hào),因此要求運(yùn)動(dòng)控制卡具有多路模擬量輸入模塊。
本實(shí)施示例中,壓電驅(qū)動(dòng)器5的實(shí)質(zhì)為壓電陶瓷片,幾何尺寸為50×25×2mm。壓電驅(qū)動(dòng)放大電源14可選用天津市東文高壓電源廠生產(chǎn)的DW-D201-100-AC型高壓供電電源,放大器芯片型號(hào)為APEX-PA241DW或APEX-PA240CX放大器;在振動(dòng)控制部分中,運(yùn)動(dòng)控制卡通過D/A轉(zhuǎn)換卡18將控制信號(hào)傳輸給每根柔性桿4上的任一壓電驅(qū)動(dòng)器5。
本實(shí)施示例中,交流伺服電機(jī)13可選三菱伺服電機(jī),型號(hào)為HC-KFS43,電機(jī)的伺服驅(qū)動(dòng)器17為MR-J2S-40A,功率為400W,由于直線運(yùn)動(dòng)單元2以互相平行的方式設(shè)置在靜平臺(tái)上,因此本裝置要求通過控制兩臺(tái)伺服電機(jī)來使剛性與柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)輸出端達(dá)到預(yù)先設(shè)定的目的位置,而且運(yùn)動(dòng)控制卡通過電機(jī)伺服放大器和D/A轉(zhuǎn)換卡將控制信號(hào)傳輸給伺服電機(jī),即要求D/A轉(zhuǎn)換卡具有2路模擬量輸入模塊和2路模擬量輸出模塊,而運(yùn)動(dòng)控制卡具有2路模擬量輸出模塊。
本實(shí)施示例一種基于直線運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)裝置的控制方法,包括步驟:
第一步 伺服電機(jī)通過導(dǎo)桿驅(qū)動(dòng)滑塊沿著導(dǎo)軌滑動(dòng),從而驅(qū)動(dòng)剛性桿和柔性桿平移和轉(zhuǎn)動(dòng),并使得剛性與柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)輸出端按期望的軌跡和位置定位到具體目標(biāo)位置;
第二步 光柵尺位移傳感器檢測直線運(yùn)動(dòng)單元上滑塊的運(yùn)動(dòng)位移,然后將檢測信號(hào)經(jīng)過四倍頻、變相脈沖計(jì)數(shù)電路進(jìn)行脈沖計(jì)數(shù)處理后,得到數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)焦谈哌\(yùn)動(dòng)控制器進(jìn)行處理,然后輸入到計(jì)算機(jī)進(jìn)行算法處理;
第三步 雙軸加速度傳感器分別檢測剛性與柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)輸出端在水平方向上X、Y軸的加速度信息和振動(dòng)信號(hào),四個(gè)單軸加速度傳感器分別檢測剛性桿和柔性桿在水平方向上的加速度信息和振動(dòng)信號(hào),然后將檢測信號(hào)經(jīng)過A/D數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后,得到數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)焦谈哌\(yùn)動(dòng)控制器進(jìn)行處理,然后輸入到計(jì)算機(jī)進(jìn)行算法處理,經(jīng)過解算,得到相應(yīng)的反饋控制信號(hào);
第四步 計(jì)算機(jī)根據(jù)上述檢測信號(hào),根據(jù)反饋信號(hào)運(yùn)行控制算法,計(jì)算得出振動(dòng)控制的控制信號(hào),然后由運(yùn)動(dòng)控制卡的模擬量輸出模塊經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換卡轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)后往外傳輸給電機(jī)伺服放大器,經(jīng)過電機(jī)伺服放大器放大作用后,將振動(dòng)控制信號(hào)輸送至伺服電機(jī),調(diào)節(jié)伺服電機(jī)的正反轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)動(dòng)速率,從而控制滑塊沿著導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)狀態(tài),減少剛性與柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)輸出端運(yùn)動(dòng)引起的振動(dòng),實(shí)現(xiàn)對(duì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)輸出端的實(shí)時(shí)振動(dòng)主動(dòng)控制;
第五步 根據(jù)反饋信號(hào)運(yùn)行控制算法,計(jì)算得出振動(dòng)控制的控制信號(hào),然后由固高運(yùn)動(dòng)控制器的模擬量輸出模塊經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換卡轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)后往外傳輸給壓電驅(qū)動(dòng)放大電源,經(jīng)過壓電驅(qū)動(dòng)放大電源的放大作用后,將振動(dòng)控制信號(hào)輸送至壓電驅(qū)動(dòng)器,對(duì)柔性桿產(chǎn)生控制力作用,抵消柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)輸出端的振動(dòng),實(shí)現(xiàn)對(duì)柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)輸出端的實(shí)時(shí)振動(dòng)主動(dòng)控制。
本實(shí)施示例中,根據(jù)以上裝置的振動(dòng)監(jiān)測控制方法,D/A轉(zhuǎn)換卡具有多路模擬量輸入模塊,因此固高運(yùn)動(dòng)控制器選用固高公司生產(chǎn)的GTS-400-PV-PCI系列運(yùn)動(dòng)控制器,該運(yùn)動(dòng)控制器具有8軸資源通道(各軸信號(hào)帶有1路模擬量輸出,增量式編碼器輸入,電機(jī)控制輸出及報(bào)警復(fù)位功能),光耦隔離通用數(shù)字信號(hào)輸入和輸出各有16路,4路四倍頻增量式輔助編碼器輸入,8路A/D模擬量采樣輸入,模擬量輸入輸出的電壓范圍是:-10V~+10V。計(jì)算機(jī)選用CPU型號(hào)I7的計(jì)算機(jī)。
上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式,但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受所述實(shí)施例的限制,其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化,均應(yīng)為等效的置換方式,都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。