[發明專利]基于CAD輔助的雙極坐標控制系統及實現方法

在審

• 申請號: 201710947955.1
• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN107553476A
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 李新;鄒駿宇;薛袆嘉;繆國鋒
• 申請（專利權）人: 無錫信捷電氣股份有限公司
• 主分類號: B25J9/04
• 分類號: B25J9/04;B25J9/16;B25J13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及自動化設備領域，尤其涉及基于CAD輔助的雙極坐標控制系統及實現方法。

背景技術

隨著自動化制造設備發展，工序集中化以其縮短加工周期等優點越來越被制造業看重。但是具備多種功能和制造工序的設備車床價格昂貴，并且體積較大占用生產車間和廠房的面積，導致整體的加工成本變高。若采用傳統的加工平臺，工件需要經過多道工序，輾轉在各個設備間，且需要多次裝夾，易導致形位公差。而且目前市場上具有三個自由度運動的機械末端大多為垂直坐標系，機械結構和控制方法比較復雜、成本比較高，給驅動控制系統的研發和現場使用帶來不利因素。

除此之外，常見的設備軌跡信息需要專門的程序員進行編寫或通過第三方軟件生成程序如G代碼導入，人力和產權的投入比較大，難以滿足中小型加工廠的需求。現有的加工設備程序編寫需要專業的軟件支持，對編程人員的要求較高，多工序處理的NC代碼很冗長，導致工作量大。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的問題，提供了一種基于CAD輔助的雙極坐標控制系統及實現方法,在簡化運動控制方式和運動模式的同時增加了作業軸數，可以解決傳統數控二維平面內曲線型多工序加工技術的編程問題。

上述目的是通過以下技術方案來實現：

基于CAD輔助的雙極坐標控制系統，包括CAD軟件模塊、主控制器模塊、驅動模塊、平移機構和旋轉機構；

所述主控制器模塊包括人機交互模塊和運動控制模塊；

所述CAD軟件模塊將生成的矢量文件導入所述人機交互模塊，所述人機交互模塊與所述運動控制模塊、所述驅動模塊順序連接，所述驅動模塊分別與所述平移機構和所述旋轉機構連接；

所述平移機構包括作業裝置和與所述驅動模塊中第一極軸伺服電機連接的第一平移機構、與所述驅動模塊中第二極軸伺服電機連接的第二平移機構，所述作業裝置包括安裝于于所述第一平移機構上的第一作業裝置和安裝于所述第二平移機構上的第二作業裝置；

所述驅動模塊還包括極角伺服電機，所述極角伺服電機與所述旋轉機構連接，所述旋轉機構包括工件夾具，用于固定原材料。

進一步地，所述第一作業裝置、所述旋轉機構和所述第二作業裝置位于同一水平面直線上。

進一步地，所述驅動模塊還包括連接于所述運動控制模塊和所述第一極軸伺服電機之間的第一極軸伺服驅動器，和連接于所述運動控制模塊和所述第二極軸伺服電機之間的第二極軸伺服驅動器。

進一步地，所述平移機構還包括極軸伺服電機、底座、滑塊、滑槽、皮帶、大皮帶輪、小皮帶輪和絲桿，所述作業裝置與所述伺服電機連接并固定在所述底座上，所述底座與所述滑塊連接，所述滑塊與固定于所述底架上的所述滑槽匹配；所述絲桿與所述底座套設，所述大皮帶輪與所述絲桿一端固定連接，并通過所述皮帶與固定于所述極軸伺服電機上的所述小皮帶輪連接。

進一步地，所述旋轉機構還包括底板和軸承，在所述底板上設置有軸承通孔，所述軸承穿過所述軸承通孔，所述軸承的外壁與所述軸承通孔的內壁固定，所述軸承一端與所述工件夾具固定連接，另一端通過轉軸與所述極角伺服電機連接。

進一步地，所述驅動模塊還包括極角伺服驅動器，所述極角伺服驅動器連接于所述運動控制模塊和所述極角伺服電機之間。

基于CAD輔助的雙極坐標控制系統的實現方法，以所述第一作業裝置、所述第二作業裝置和所述旋轉機構構成雙極坐標平面，極點為所述旋轉機構的旋轉平面軸線與兩個所述作業裝置延長線的交點，第一極軸為以所述極點為起點沿所述第一作業裝置方向的射線，第二極軸為以所述極點為起點沿所述第二作業裝置方向的射線，極角為所述旋轉機構的旋轉平面的旋轉角，極徑為所述極點到所述作業裝置上工具末端的距離，包括如下步驟：

（1）所述CAD軟件模塊將生成的矢量文件導入至所述人機交互模塊；

（2）根據需求在所述人機交互模塊的界面顯示設置基本的操作參數；

（3）所述人機交互模塊解析步驟（1）中所述矢量文件，并同時融合步驟（2）中所述人機交互界面的參數設置，共同決策判斷是否為雙工序，若是，轉到步驟（4），否則轉到步驟（5）；

（4）提取所述第一作業裝置和所述第二作業裝置所需的坐標軌跡和各自起始點位置并傳送至所述運動控制模塊，轉至步驟（6）；

（5）提取單個所述作業裝置軌跡坐標并傳送至所述運動控制模塊；

（6）所述運動控制模塊將所述坐標軌跡信息重構擬合為運動指令并傳送至所述驅動模塊；