[發明專利]一種可自動化工件加工的數控機床用機械手及其制造方法

有效

• 申請號: 201711014467.1
• 申請日: 2017-10-26
• 公開（公告）號: CN108568823B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 陳莛;黃愛華
• 申請（專利權）人: 陳莛
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J19/00
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務所(普通合伙) 11491
• 代理人: 趙紅霞

1.一種可自動化工件加工的數控機床用機械手，其特征在于，所述可自動化工件加工的數控機床用機械手包括:控制器、懸掛導軌，縱向支撐伸縮軸、全方位旋轉接頭、伸縮桿、支撐盤、抓手、聲波傳感器；

所述縱向支撐伸縮軸卡接在懸掛導軌上；所述全方位旋轉接頭與縱向支撐伸縮軸通過螺栓連接；所述全方位旋轉接頭與伸縮桿卡接；

所述伸縮桿與支撐盤通過螺栓連接；所述抓手卡接在支撐盤上；所述控制器通過導線分別與懸掛導軌，縱向支撐伸縮軸、全方位旋轉接頭、伸縮桿、支撐盤、抓手、聲波傳感器連接；所述聲波傳感器鑲嵌在支撐盤上；

所述支撐盤上鑲裝有定位檢測模塊；所述定位檢測模塊通過有線或無線連接控制器；所述定位檢測模塊的定位檢測方法包括：

待定位節點通信范圍內的錨節點O坐標為A_i(x_i,y_i)，其中i＝0,1,L,n，n³4；

待定位節點對接收信號r(t)進行采樣得到采樣信號r(n)，其中，n＝0,1,L,N-1，N表示OFDM符號包含的子載波個數，同時記錄所接收到的信號的發送節點為A_i(x_i,y_i)；

根據采樣信號r(n)，計算互相關值E：

根據對數距離路徑損耗模型，如下公式計算待定位節點與錨節點A_i之間的距離：

其中，表示距離發送端距離為時獲取的互相關值，Pr(d₀)表示距離發送端d₀＝1米處獲取的互相關值，γ表示路徑損耗因子，lg(×)表示底為10的對數運算，X_s服從均值為0、標準差為s的高斯分布；

利用上式計算出各個錨節點與待定位節點O之間的距離分別為對應的錨節點的坐標分別為A_i(x_i,y_i)，其中i＝0,1,2,L,n；

根據自適應距離修正算法，估計出待定位節點的坐標O(x,y)；

所述聲波傳感器用于獲取待加工元件的實時運行圖像信息，并將所述實時運行圖像信息傳輸給控制器；所述控制器對待加工元件的實時運行圖像信息與預編制的標準信息進行對比后，將控制指令分別發送到全方位旋轉接頭、伸縮桿、支撐盤、抓手上的指令執行模塊上，進行相應動作的調整；

所述聲波傳感器用于獲取待加工元件的實時運行圖像信息的方法包括：

根據波數的求解空間確定掃描單元的形式；

利用掃描單元比較找出在相應空間中彌散方程模值的極小值點；

利用彌散方程的模值在零點附近的收斂性判斷極小值點是否為零點；

所述根據波數的求解空間確定掃描單元的形式包括：

聲波在不同結構中傳播的彌散方程為二元超越方程f(ω,ξ)＝0，當在實波數域和純需波數的情況下求解此方程時，頻率ω和波數ξ組成了一個二維平面，而方程f(ω,ξ)＝0的解則是一條條平面內的曲線，選擇固定頻率或者波數中的任意一個會得到ω-ξ二維平面內的一條直線，再用線元對這條直線進行掃描，線元在ω-ξ二維平面內與彌散曲線的交點是唯一的；

當在復波數域內求解此方程時，波數ξ為復數，令ξ＝a+bi，a,b均為實數，則方程g(a,b,ξ)＝f(ω,ξ)＝0；

方程變為a,b,ξ的三元超越方程，波數的實部a，虛部b以及頻率ω組成了一個三維空間，而方程g(a,b,ξ)＝0的解是一條條空間內的曲線，選擇固定波數的實部a，虛部b以及頻率ω中任意一個會得到a-b-ξ空間中的一個平面，再用面元對這個平面進行掃描，面元在a-b-ξ的三維空間中與彌散曲線的交點是唯一的。

2.如權利要求1所述可自動化工件加工的數控機床用機械手，其特征在于，所述利用掃描單元比較找出在相應空間中彌散方程模值的極小值點包括：

在選擇好相應的掃面微元后，取步長劃分微元，比較劃分節點上方程的模值|f(ω,ξ)|的大小，找出彌散方程模值取最小值的節點，若節點不取在掃描微元的邊界節點上，則此節點即為模值極小值點，然后依次進入下一個掃描微元，新的掃描微元需將上一掃描微元中的部分邊界節點包含在內部；最后，以某一步長改變初始固定的頻率或波數的值，找出空間中的所有彌散方程的模值極小值點。