工业机器人铣削加工压电主动振动控制系统及控制方法

文档序号:37498834发布日期:2024-04-01 14:06阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种工业机器人铣削加工压电主动振动控制系统,设置于工业机器人的末端执行器上,所述末端执行器上安装有铣刀,所述铣刀被弹簧夹头和锁紧螺母固定在刀柄上;其特征在于:

2.根据权利要求1所述的工业机器人铣削加工压电主动振动控制系统,其特征在于,所述压电叠堆制动器和所述电涡流位移传感器设有n层,n≥2;每一层的所述压电叠堆制动器和所述电涡流位移传感器呈环形阵列分布在铣刀的周边。

3.根据权利要求2所述的工业机器人铣削加工压电主动振动控制系统,其特征在于,当n=2时,其中一层的所述压电叠堆制动器和所述电涡流位移传感器设置在铣刀的尾部;另一层的所述压电叠堆制动器和所述电涡流位移传感器在铣刀的中心位置处。

4.根据权利要求1所述的工业机器人铣削加工压电主动振动控制系统,其特征在于:所述电刷是一个滑动型接触体,由石墨制成;所述铣刀被刀柄卡簧与卡簧帽固定在刀柄一端;所述电刷轴心有一个支撑杆连接刀柄尾部与前端压电叠堆装置;所述刀柄尾部与主轴内的拉紧装置连接。

5.一种工业机器人铣削加工压电主动振动控制方法,其特征在于,包括如下步骤:

6.根据权利要求5所述的工业机器人铣削加工压电主动振动控制方法,其特征在于,步骤s1中所述铣削机器人系统的构建过程包括:

7.根据权利要求6所述的工业机器人铣削加工压电主动振动控制方法,其特征在于,在所述机器人动力学模型中,所有的体元件均为空间振动刚体,体元件i的质量参数矩阵,物理位移坐标列阵位,外力列阵的表达式分别为:

8.根据权利要求6所述的工业机器人铣削加工压电主动振动控制方法,其特征在于,基于所述铣削机器人系统构建机器人系统状态空间表达式,包括:

9.根据权利要求6所述的工业机器人铣削加工压电主动振动控制方法,其特征在于,基于所述机器人系统状态空间表达式,设计模态最优控制器,包括:

10.根据权利要求9所述的工业机器人铣削加工压电主动振动控制方法,其特征在于:所述弹簧夹头上下部分的多个压电叠堆制动器分别检测临近的振动,经由所述模态最优控制器分析之后给与所述压电叠堆制动器电压信号使其伸缩扩张,进而控制铣刀的振动。


技术总结
本发明提供了一种工业机器人铣削加工压电主动振动控制系统及控制方法,涉及工业机器人减振技术领域。包括压电叠堆执行机构和与分析控制装置。所述压电叠堆执行机构嵌入刀柄内部,以导线通过电刷与外部分析控制装置相连接。压电叠堆执行机构内含传感器,传感器检测到刀具的振动位移信号,然后将信号传递给外部的分析控制装置,经过变换,分析控制装置以电压的形式将信号反馈给压电叠堆执行机构驱动压电叠堆作用以抵消刀具的振动位移。本发明充分考虑刀具四个方向的振动位移,并分别使用一个压电叠堆制动器给予抵消,能够实现对刀具的主动振动控制,分析控制装置在刀柄外部,极大程度减低刀具尺寸,增加了机器人加工系统的稳定性与加工质量。

技术研发人员:李波,宋胜利,田威,廖文和,赵威,王俊,赵元波,苏琛鑫,刘鹏
受保护的技术使用者:南京航空航天大学
技术研发日:
技术公布日:2024/3/31
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