[發(fā)明專利]一種夾持力自動調節(jié)夾具及其調整方法

無效

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• 申請日: 2012-11-29
• 公開（公告）號: CN102975047A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設計）人: 劉輝;程文興;石明偉
• 申請（專利權）人: 深圳市欣天科技有限公司
• 主分類號: B23Q3/00
• 分類號: B23Q3/00;B23Q17/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發(fā)明是一種夾持力自動調節(jié)夾具及其調整方法，屬于夾持力自動調節(jié)夾具及其調整方法的改造技術。

背景技術

現(xiàn)有的夾具一般都不能調節(jié)夾持力，以致在夾持過程中會出現(xiàn)夾持力不夠的情況，使工件不能有效加緊，工件在加工過程中出現(xiàn)偏移，直接影響加工質量；或出現(xiàn)夾持力過大的情況，嚴重時會夾壞工件。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于考慮上述問題而提供一種設計巧妙，結構簡單，能調節(jié)夾持力的夾持力自動調節(jié)夾具。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種操作簡單的夾持力自動調節(jié)夾具的調整方法。

本發(fā)明的技術方案是：本發(fā)明的夾具夾持力自動調節(jié)系統(tǒng)，包括有夾具、夾持力檢測裝置、A/D轉換器、中央處理單元、電機控制器、電機驅動器、控制電機，其中夾具包括有夾具體、調節(jié)螺母及調節(jié)螺桿，其中夾具體上設有裝夾槽，調節(jié)螺母裝設在夾具體所設裝夾槽的一側或兩側，調節(jié)螺桿穿過調節(jié)螺母的螺紋孔組成螺旋傳動副，且調節(jié)螺桿與控制電機的輸出軸連接，夾持力檢測裝置裝設在夾具體上，夾持力檢測裝置的信號輸出端通過A/D轉換器與中央處理單元的信號輸入端連接，中央處理單元的信號輸出端與電機控制器的信號輸入端連接，電機控制器的信號輸出端通過電機驅動器與控制電機電連接。

上述夾持力檢測裝置為應變片，應變片粘貼在夾具上。

上述中央處理單元為單片機。

上述中央處理單元還連接有顯示模塊。

上述中央處理單元通過蓄電池供電。

上述調節(jié)螺釘與控制電機之間還設有聯(lián)軸器。

本發(fā)明夾具夾持力自動調節(jié)系統(tǒng)的調節(jié)方法，包括如下步驟：

1）零件裝入夾具后，在夾具上安裝夾持力檢測裝置；

2）夾持力檢測裝置檢測夾具夾持力的大小，并將信號經(jīng)過A/D轉換器輸入到中央處理單元；

3）中央處理單元與預設值進行比較，若有差異，則通過電機控制器及電機驅動器將控制信號輸出至控制電機，控制電機帶動調節(jié)螺桿旋轉，相應調節(jié)螺母移動，調節(jié)螺母帶動夾具的裝夾槽移動來調整夾具上的夾持力大小，使其保持在預設值的要求范圍。

???上述對控制電機的控制方法是采用模糊PID控制，首先進行PID參數(shù)初始化，PID參數(shù)包括有???????????????????????????????????????????????、、，其中，為比例控制參數(shù)，為積分控制參數(shù)，為微分控制參數(shù)，取壓力初始值，按PID控制原理以及壓力控制特性計算當前的Kp、Ki、Kd，然后輸出到電機進行夾緊力的控制，不斷根據(jù)當前計算的壓力值與給定值調整，多次重復，直到最接近的壓力值，達到穩(wěn)定自動調整夾具壓力的目的。

本發(fā)明夾具夾持力自動調節(jié)系統(tǒng)的調節(jié)方法，上述模糊PID控制的方法如下：

模糊自適應PID控制是以誤差e和誤差變化ec作為輸入，并找出PID三參數(shù)與e和ec之間的模糊關系圖，根據(jù)模糊控制原理對三參數(shù)進行在線修改，從而使被控對象有良好的動、靜態(tài)性能，具體如下：

1）模糊語言變量

以誤差e以及誤差變化率ec作為輸入，而輸出分別為PID的三參數(shù)。

2）模糊整定控制表:

根據(jù)實際操作經(jīng)驗，建立合適的模糊規(guī)則表，得到、和三參數(shù)分別整定的模糊控制表;

3）計算當前K_pK_iK_d值

將e和ec的變化范圍定義為模糊集上的論域,

e={-5，-4，-3，-2，-1,0,+1,+2,+3,+4,+5}

ec={-5，-4，-3，-2，-1,0,+1,+2,+3,+4,+5}

其模糊子集為：

e={NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB}，ec={NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB}

式中：NB代表負大，NM代表負中，NS代表負小，ZE代表擴充零，PS代表正小，PM代表正中，PB代表正大;并均選取高斯分布作為隸屬函數(shù)分布，由此可得各模糊子集的隸屬度;然后根據(jù)各模糊子集的隸屬度賦值表和各參數(shù)模糊控制模型，應用模糊合成推理設計PID參數(shù)的模糊矩陣，查出修正參數(shù)代入下列各式計算：

；

；

；

式中：、和為PID參數(shù)的初始值，、和為最終應?PID參數(shù)的取值；?