[發(fā)明專利]一種并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和變加速度運(yùn)動(dòng)控制方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310161443.4
• 申請(qǐng)日: 2013-05-06
• 公開（公告）號(hào): CN103213119A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳新;李克天;彭衛(wèi)東;陳新度;楊海東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J9/00
• 分類號(hào): B25J9/00;B25J13/00
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利代理有限公司 44202
• 代理人: 張帥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和變加速度運(yùn)動(dòng)控制方法。??

背景技術(shù)

電子封裝的對(duì)象一般都尺寸微小、質(zhì)量輕、定位精度要求高，對(duì)裝配運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、機(jī)械手或焊頭的運(yùn)動(dòng)性能要求苛刻。運(yùn)動(dòng)過程中的振動(dòng)要小，特別是啟動(dòng)和停止階段的速度和加速度曲線必須連續(xù)或光滑，否則影響定位精度和工作效率。變加速度可應(yīng)用于并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)裝置中，通過變加速度控制，可以使運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和焊頭的運(yùn)行曲線、速度曲線和加速度曲線都連續(xù)、光滑，中間沒有停滯、突變現(xiàn)象，因此運(yùn)動(dòng)平臺(tái)在運(yùn)行過程中沖擊、振動(dòng)小；在啟動(dòng)和停止時(shí)，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)加速度為零，因此運(yùn)動(dòng)平臺(tái)能柔和起停，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上的執(zhí)行器具能以“零接觸力”接觸工件或元器件，這對(duì)提高裝配質(zhì)量和效率非常有利。該機(jī)構(gòu)可應(yīng)用于電子封裝設(shè)備的高速高精度執(zhí)行機(jī)構(gòu)中，例如:IC芯片粘片機(jī)、焊線機(jī)和SMT的焊頭等。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)和終點(diǎn)需要平穩(wěn)、柔和運(yùn)動(dòng)，而在其他路徑上需要盡可能的高速運(yùn)行。本發(fā)明的目的是提供一種并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和變加速度運(yùn)動(dòng)控制方法。

本發(fā)明提供一種并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和變加速度控制方法，該并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)包括機(jī)架、直線導(dǎo)軌、左滑塊、右滑塊、第一連桿、第二連桿、第三連桿和動(dòng)平臺(tái)；所述直線導(dǎo)軌安裝在所述機(jī)架上，所述左滑塊和右滑塊沿所述直線導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)；動(dòng)平臺(tái)與所述第一連桿、第二連桿、第三連桿的一端鉸接，所述第一連桿、第二連桿的另一端與所述左滑塊鉸接，所述第三連桿的另一端與所述右滑塊鉸接；所述三個(gè)連桿、兩個(gè)滑塊和動(dòng)平臺(tái)形成平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)；按照不同的加速度曲線對(duì)所述左滑塊和右滑塊進(jìn)行變加速度控制。

進(jìn)一步地，采用兩個(gè)伺服電機(jī)分別通過不同的S型速度控制曲線控制所述左、右滑塊的運(yùn)動(dòng)，使得所述左、右滑塊的加速度為變加速度。

進(jìn)一步地，所述變加速度為T形曲線。

一種基于上述變加速度控制方法的并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，所述三副連桿的長(zhǎng)度相等，其中第一連桿與第二連桿平行；所述第一連桿、第二連桿、所述左滑塊、所述動(dòng)平臺(tái)形成平行四邊形結(jié)構(gòu)，確保所述動(dòng)平臺(tái)在運(yùn)動(dòng)過程中始終與直線導(dǎo)軌平行。

進(jìn)一步地，在所述直線導(dǎo)軌的兩端分別安裝兩個(gè)光電開關(guān)。

進(jìn)一步地，所述機(jī)架和所述三個(gè)連桿都采用鋁合金制作。

進(jìn)一步地，所述機(jī)架安裝在的鑄鋼底座上。

本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)的變加速度控制，可以使運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和焊頭的運(yùn)行曲線、速度曲線和加速度曲線都連續(xù)、光滑，中間沒有停滯、突變現(xiàn)象，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)在運(yùn)行過程中沖擊、振動(dòng)小；在啟動(dòng)和停止時(shí)，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的加速度為零，因此運(yùn)動(dòng)平臺(tái)能柔和起停，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上的焊頭能以“零接觸力”接觸工件或元器件。

2）并聯(lián)機(jī)構(gòu)連接動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，剛度大；與串聯(lián)機(jī)構(gòu)相比，在相同自重與體積下具有較高的承載能力，同時(shí)具有機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)精度高、運(yùn)動(dòng)速度快、加速度大的特點(diǎn)。

3）滑塊在直線導(dǎo)軌上只作平動(dòng)，控制較為容易。

4）長(zhǎng)度相等的兩個(gè)連桿、動(dòng)平臺(tái)和左滑塊組成的平行四邊行機(jī)構(gòu)，保證動(dòng)平臺(tái)在運(yùn)動(dòng)過程中始終與直線導(dǎo)軌保持平行。

5）光柵尺測(cè)量滑塊的位置，通過全閉環(huán)反饋控制伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，來帶動(dòng)左右滑塊的移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)的高精度位移和定位。

6）機(jī)構(gòu)整體重量比較輕，尺寸小，特別是并聯(lián)機(jī)構(gòu)和動(dòng)平臺(tái)的重量輕，容易安裝在其他的機(jī)器上或和其他機(jī)器聯(lián)合使用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明裝置的示意圖。

圖2是本發(fā)明裝置的左右滑塊加速度示意圖。

圖3是本發(fā)明裝置的動(dòng)平臺(tái)X、Y方向及合成的速度曲線示意圖。

圖4是本發(fā)明裝置的動(dòng)平臺(tái)X、Y方向及總加速度曲線示意圖。

其中:?1動(dòng)平臺(tái)，2焊頭，3、4長(zhǎng)度相等的第一和第二連桿，5左伺服電機(jī)，6右伺服電機(jī)，7左滑塊，8運(yùn)動(dòng)軌跡曲線，9?第三連桿，10右滑塊，11?光柵尺，12直線導(dǎo)軌，13、14滾珠絲杠，15機(jī)架，16光電開關(guān)，17軸承座。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步地詳細(xì)說明：