光催化钴基合金加工控制系统及控制方法与流程

本发明涉及一种光催化钴基合金加工控制系统及控制方法，属于钴基合金自动化加工领域。

背景技术

在激光熔覆方法中，钴基合金作为自熔性合金材料可被用于改善金属材料表面性能，形成高硬度、耐高温和耐磨损的覆层。这种方法被广泛应用于模具制造、汽车制造工业、汽轮机制造等行业中，并有着重要的作用。若可进一步提升其表面质量，将有助于钴基合金覆层深入发挥自身优势，实现更为广阔的应用前景。但由于钴基合金高硬度、高耐磨性的表面特性，对其的进一步加工显得尤为困难。当前提出了一种基于光催化原理的钴基合金加工方法，能够有效增加钴基合金的加工效率。而此种加工方法中，对光源、抛光液、工件、加工工具等有较高的整体性控制要求，而当前还没有针对光催化钴基合金加工控制专用的控制系统，限制了此方法的工业运用，所以设计一种用于光催化钴基合金的加工系统显得尤为必要。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决当前没有专用的钴基合金光催化加工控制系统的问题，提出了一种专用于光催化钴基合金加工控制系统及控制方法，能够完成钴基合金的自动化加工工作。

本发明所述的光催化钴基合金加工控制系统，其特征在于，包括：

人机交互单元，用于接受用户指令，并将用户指令发送到装夹及定位单元、抛光液装置控制单元，光源控制单元、机器人控制单元，同时接受监控及反馈单元的反馈信息；

装夹及定位单元，用于接受人机交互单元的指令信息以及监控及反馈单元的反馈信息，并根据指令信息与反馈信息对工件进行装夹以及定位控制，使其到达确定的加工位置；

抛光液控制单元，用于接收人机交互单元的指令信息以及监控及反馈单元的反馈信息，并根据指令信息与反馈信息控制抛光液的添加；

光源控制单元，用于接收人机交互单元的指令信息以及监控及反馈单元的反馈信息，并根据指令信息与反馈信息控制光源的照射位置以及照射强度；

机器人控制单元，用于接收人机交互单元的指令信息以及监控及反馈单元的反馈信息，并根据指令信息与反馈信息控制抛光头的位置、动作以及磨粒喷射情况，以完成对工件的加工以及加工之后对工件表面材料的清理；

监控及反馈单元，用于监控装夹及定位单元、抛光液装置控制单元，光源控制单元、机器人控制单元的运行，并向人机交互单元发送装夹及定位单元、抛光液装置控制单元，光源控制单元以及机器人控制单元的实时反馈安全提示信息，并在信息发生异常情况下自动急停，确保整个加工系统的安全与稳定运行。

所述装夹及定位单元包括定位单元、装夹单元、传感器单元a以及反馈信息接受单元a，所述定位单元与人机交互单元的信号输出端电连接或信号连接，用于接受指令信息和控制对工件的定位工作；所述装夹单元的信号输入端与定位单元的信号输出端电连接或信号连接，，实现对装夹工具的控制；所述传感器单元a的信号输入端分别与定位单元的信号输出端、装夹单元的信号输出端电连接或信号连接，所述传感器单元a的信号输出端与所述人机交互界面的信号输入端信号连接，用于接受定位单元、装夹单元的实时信息，并反馈给人机交互单元供用户查看；所述反馈信息接受单元a是装夹及定位单元与监控及反馈控制单元的通讯接口，装夹单元、定位单元分别通过反馈信息接受单元a与监控及反馈单元信号连接，用于接受监控及反馈单元的反馈信息。

所述抛光液装置控制单元包括回收抛光液单元、添加抛光液单元、传感器单元b和反馈信息接受单元b，所述回收抛光液单元的信号输入端与人机交互单元的信号输出端电连接或信号连接，用于接受指令信息和控制抛光液的回收工作；所述添加抛光液单元的信号输入端与回收抛光液单元的信号输出端电连接或信号连接，接受到回收完成命令后，控制抛光液的添加工作；所述传感器单元b的信号输入端分别与回收抛光液单元的信号输出端、添加抛光液单元的信号输出端电连接或信号连接，所述传感器单元b的信号输出端与所述人机交互界面的信号输入端信号连接，用于接受回收抛光液单元、添加抛光液单元的实时信息，并反馈给人机交互单元供用户查看；所述反馈信息接受单元b是抛光液装置控制单元与监控与反馈控制单元的通讯接口，回收抛光液单元、添加抛光液单元分别通过反馈信息接受单元b与监控及反馈单元信号连接，用于接受监控及反馈单元的反馈信息。

所述光源控制单元包括照射强度调整单元、照射位置调整单元、照射角度调整单元和传感器单元c，所述照射强度调整单元的信号输入端与人机交互单元的信号输出端电连接或信号连接，用于接受指令信息和控制照射光源的强度调整工作；所述照射位置调整单元的信号输入端与人机交互单元的信号输出端电连接或信号连接，用于接受指令信息和控制光源的照射位置调整工作；所述照射角度调整单元的信号输入端与人机交互单元的信号输出端电连接或信号连接，用于接受指令信息和控制光源的照射角度调整工作；传感器单元c的信号输入端与照射强度调整单元的信号输出端、照射位置调整单元的信号输出端、照射角度调整单元的信号输出端电连接或信号连接，所述传感器单元c的信号输出端与所述人机交互界面的信号输入端信号连接，用于接受照射强度调整单元、照射位置调整单元、照射角度调整单元的实时信息，并反馈给人机交互单元供用户查看。

所述机器人控制单元包括运动控制单元、抛光头控制单元、磨粒喷射控制单元、传感器单元d和反馈信息接受单元c，所述运动控制单元的信号输入端与人机交互单元的信号输出端电连接或信号连接，用于接受指令信息和控制机器人的运动，实现位置调整，接近工件；所述抛光头控制单元的信号输入端与运动控制单元的信号输出端电连接或信号连接，在靠近工件后，控制抛光头的旋转和姿态调整工作，实现对工件的加工；所述磨粒喷射控制单元的信号输出端与抛光头控制单元的信号输出端电连接或信号连接，在抛光头控制单元开始工作后，控制磨粒喷射装置进行工作；所述传感器单元d的信号输入端与运动控制单元的信号输出端、抛光头控制单元的信号输出端、磨粒喷射控制单元的信号输出端电连接或信号连接，传感器单元d的信号输出端与所述人机交互界面的信号输入端信号连接，用于接受运动控制单元、抛光头控制单元、磨粒喷射控制单元的实时信息，并反馈给人机交互单元供用户查看；所述反馈信息接受单元c是机器人控制单元与监控与反馈控制单元的通讯接口，运动控制单元、抛光头控制单元的信号输入端、磨粒喷射控制单元分别通过反馈信息接受单元c与监控及反馈单元信号连接，用于接受监控及反馈单元的反馈信息。

所述监控及反馈单元分别通过反馈信息接受单元a、反馈信息接受单元b、反馈信息接受单元a与装夹及定位单元、抛光液装置控制单元、机器人控制单元双向信号连接，并且监控及反馈单元的信号传输端与人机交互单元电连接或信号连接，实时通过人机交互界面向用户反馈安全提示信息，并在信息发生异常情况下自动急停，确保整个加工系统的安全与稳定运行。

一种利用本发明所述的的光催化钴基合金加工控制系统进行的控制方法，包括以下步骤：

1)通过人机交互界面启动加工系统，并输入装夹指令，命令通过人机交互界面传输给装夹及定位单元，系统进行对工件的定位和装夹工作，传感器单元a实时监控装夹及定位单元的工作状态，完成后反馈信息到人机交互界面；

2)输入抛光液控制指令，命令通过人机交互界面传输给抛光液装饰控制单元，通过回收抛光液单元和添加抛光液单元进行抛光液的更新工作，传感器单元b实时监控装夹及定位单元的工作状态，完成后反馈信息到人机交互界面；

3)通过人机交互界面，输入指令，对光源控制单元中的照射强度调整单元、照射位置调整单元、照射角度调整单元进行分别控制，传感器单元c同时监控调整位置是否超出限定范围并通过人机交互界面反馈给用户；调整到用户满意的状态后，光源控制单元工作完毕；

4)对工件浸泡一定时间后，通过人机交互界面，输入指令，对机器人控制单元中的运动控制单元进行控制，调整到合理的加工位置，用户确认位置后，抛光头控制单元启动，对工件进行加工，同时磨粒喷射控制单元启动，喷射磨粒，去除工件表面材料。

本发明的工作原理在于：

光催化钴基合金加工控制需要结合装夹、光源、抛光液、加工工具的控制，且由于安全性考虑，要加入众多的安全监测单元，是一个比较复杂控制系统。本发明中，设计了人机交互单元，与装夹及定位单元、抛光液装置控制单元，光源控制单元、机器人控制单元建立连接，用户只需要在人机交互界面进行简单指令输入就可实现四个单元的控制。且四个单元中分别加入的传感器单元a、传感器单元b、传感器单元c、传感器单元d，对每个控制单元的小模块进行进行进一步监控并反馈给人机交互界面，实现对整个加工过程实时的控制。监控及反馈单元的对整个控制系统的稳定性和安全性进行进一步的监控，对每个模块可能出现的危险操作信息进行预测和反馈，并在一些突发情况进行自动急停，确保操作人员与加工系统的安全。

本发明的有益效果在于：本发明针对光催化钴基合金加工控制方法没有对应加工系统的问题，设计了光催化钴基合金加工控制系统。通过人机交互界面对装夹及定位单元、抛光液装置控制单元，光源控制单元、机器人控制单元的控制，实现对钴基合金的光催化加工；设计多个传感器单元，确保用户对加工信息的实时掌控，实现实时控制；设计了监控与反馈单元，对整个加工系统安全性和稳定性进行实时监控，确保光催化钴基合金加工控制的稳定运行。本发明可以用于光催化条件下钴基合金加工的控制工作。

附图说明

图1是本发明总体系统结构图。

图2是本发明装夹及定位单元结构图。

图3是本发明抛光液装置控制单元结构图。

图4是本发明光源控制单位结构图。

图5是本发明机器人控制单元结构图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明。

参照附图：

实施例1本发明所述的光催化钴基合金加工控制系统，其特征在于，包括：

人机交互单元1，用于接受用户指令，并将用户指令发送到装夹及定位单元、抛光液装置控制单元，光源控制单元、机器人控制单元，同时接受监控及反馈单元的反馈信息；

装夹及定位单元2，用于接受人机交互单元的指令信息以及监控及反馈单元的反馈信息，并根据指令信息与反馈信息对工件进行装夹以及定位控制，使其到达确定的加工位置；

抛光液控制单元3，用于接收人机交互单元的指令信息以及监控及反馈单元的反馈信息，并根据指令信息与反馈信息控制抛光液的添加；

光源控制单元4，用于接收人机交互单元的指令信息以及监控及反馈单元的反馈信息，并根据指令信息与反馈信息控制光源的照射位置以及照射强度；

机器人控制单元5，用于接收人机交互单元的指令信息以及监控及反馈单元的反馈信息，并根据指令信息与反馈信息控制抛光头的位置、动作以及磨粒喷射情况，以完成对工件的加工以及加工之后对工件表面材料的清理；

监控及反馈单元6，用于监控装夹及定位单元、抛光液装置控制单元，光源控制单元、机器人控制单元的运行，并向人机交互单元发送装夹及定位单元、抛光液装置控制单元，光源控制单元以及机器人控制单元的实时反馈安全提示信息，并在信息发生异常情况下自动急停，确保整个加工系统的安全与稳定运行。

所述装夹及定位单元2包括定位单元21、装夹单元22、传感器单元a23以及反馈信息接受单元a24，所述定位单元21与人机交互单元1的信号输出端电连接或信号连接，用于接受指令信息和控制对工件的定位工作；所述装夹单元22的信号输入端与定位单元的信号输出端电连接或信号连接，实现对装夹工具的控制；所述传感器单元a23的信号输入端分别与定位单元21的信号输出端、装夹单元22的信号输出端电连接或信号连接，所述传感器单元a23的信号输出端与所述人机交互界面1的信号输入端信号连接，用于接受定位单元21、装夹单元22的实时信息，并反馈给人机交互单元1供用户查看；所述反馈信息接受单元a24是装夹及定位单元与监控及反馈控制单元的通讯接口，装夹单元22、定位单元21分别通过反馈信息接受单元a与监控及反馈单元6信号连接，用于接受监控及反馈单元的反馈信息。

所述抛光液装置控制单元3包括回收抛光液单元31、添加抛光液单元32、传感器单元b33和反馈信息接受单元b34，所述回收抛光液单元31的信号输入端与人机交互单元1的信号输出端电连接或信号连接，用于接受指令信息和控制抛光液的回收工作；所述添加抛光液单元32的信号输入端与回收抛光液单元的信号输出端电连接或信号连接，接受到回收完成命令后，控制抛光液的添加工作；所述传感器单元b33的信号输入端分别与回收抛光液单元的信号输出端、添加抛光液单元的信号输出端电连接或信号连接，所述传感器单元b的信号输出端与所述人机交互界面的信号输入端信号连接，用于接受回收抛光液单元、添加抛光液单元的实时信息，并反馈给人机交互单元供用户查看；所述反馈信息接受单元b34是抛光液装置控制单元与监控与反馈控制单元的通讯接口，回收抛光液单元、添加抛光液单元分别通过反馈信息接受单元b与监控及反馈单元信号连接，用于接受监控及反馈单元的反馈信息。

所述光源控制单元4包括照射强度调整单元41、照射位置调整单元42、照射角度调整单元43和传感器单元c44，所述照射强度调整单元的信号输入端与人机交互单元的信号输出端电连接或信号连接，用于接受指令信息和控制照射光源的强度调整工作；所述照射位置调整单元的信号输入端与人机交互单元的信号输出端电连接或信号连接，用于接受指令信息和控制光源的照射位置调整工作；所述照射角度调整单元的信号输入端与人机交互单元的信号输出端电连接或信号连接，用于接受指令信息和控制光源的照射角度调整工作；传感器单元c的信号输入端与照射强度调整单元的信号输出端、照射位置调整单元的信号输出端、照射角度调整单元的信号输出端电连接或信号连接，所述传感器单元c的信号输出端与所述人机交互界面的信号输入端信号连接，用于接受照射强度调整单元、照射位置调整单元、照射角度调整单元的实时信息，并反馈给人机交互单元供用户查看。

所述机器人控制单元5包括运动控制单元51、抛光头控制单元52、磨粒喷射控制单元53、传感器单元d54和反馈信息接受单元c55，所述运动控制单元的信号输入端与人机交互单元的信号输出端电连接或信号连接，用于接受指令信息和控制机器人的运动，实现位置调整，接近工件；所述抛光头控制单元的信号输入端与运动控制单元的信号输出端电连接或信号连接，在靠近工件后，控制抛光头的旋转和姿态调整工作，实现对工件的加工；所述磨粒喷射控制单元的信号输出端与抛光头控制单元的信号输出端电连接或信号连接，在抛光头控制单元开始工作后，控制磨粒喷射装置进行工作；所述传感器单元d的信号输入端与运动控制单元的信号输出端、抛光头控制单元的信号输出端、磨粒喷射控制单元的信号输出端电连接或信号连接，传感器单元d的信号输出端与所述人机交互界面的信号输入端信号连接，用于接受运动控制单元、抛光头控制单元、磨粒喷射控制单元的实时信息，并反馈给人机交互单元供用户查看；所述反馈信息接受单元c是机器人控制单元与监控与反馈控制单元的通讯接口，运动控制单元、抛光头控制单元的信号输入端、磨粒喷射控制单元分别通过反馈信息接受单元c与监控及反馈单元信号连接，用于接受监控及反馈单元的反馈信息。

所述监控及反馈单元6分别通过反馈信息接受单元a24、反馈信息接受单元b34、反馈信息接受单元a与装夹及定位单元2、抛光液装置控制单元3、机器人控制单元5信号连接，并且监控及反馈单元的信号传输端与人机交互单元电连接或信号连接，实时通过人机交互界面向用户反馈安全提示信息，并在信息发生异常情况下自动急停，确保整个加工系统的安全与稳定运行。

实施例2一种利用实施例1所述的的光催化钴基合金加工控制系统进行的控制方法，包括以下步骤：

1)通过人机交互界面启动加工系统，并输入装夹指令，命令通过人机交互界面传输给装夹及定位单元，系统进行对工件的定位和装夹工作，传感器单元a实时监控装夹及定位单元的工作状态，完成后反馈信息到人机交互界面；

2)输入抛光液控制指令，命令通过人机交互界面传输给抛光液装饰控制单元，通过回收抛光液单元和添加抛光液单元进行抛光液的更新工作，传感器单元b实时监控装夹及定位单元的工作状态，完成后反馈信息到人机交互界面；

3)通过人机交互界面，输入指令，对光源控制单元中的照射强度调整单元、照射位置调整单元、照射角度调整单元进行分别控制，传感器单元c同时监控调整位置是否超出限定范围并通过人机交互界面反馈给用户；调整到用户满意的状态后，光源控制单元工作完毕；

4)对工件浸泡一定时间后，通过人机交互界面，输入指令，对机器人控制单元中的运动控制单元进行控制，调整到合理的加工位置，用户确认位置后，抛光头控制单元启动，对工件进行加工，同时磨粒喷射控制单元启动，喷射磨粒，去除工件表面材料。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。