本發(fā)明涉及自動(dòng)化設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及基于cad輔助的極坐標(biāo)控制系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法。

背景技術(shù)：

一般來(lái)說(shuō)，控制機(jī)械末端工具如輥輪或磨頭的自由度數(shù)量與運(yùn)動(dòng)軌跡的復(fù)雜性和裝置成本有關(guān)，目前市場(chǎng)上具有兩個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)的機(jī)械末端大多機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制方法比較復(fù)雜、成本比較高，給驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的研發(fā)和現(xiàn)場(chǎng)使用帶來(lái)不利因素；另外常見(jiàn)的設(shè)備軌跡信息需要專門的程序員進(jìn)行編寫(xiě)或通過(guò)第三方軟件生成程序如g代碼導(dǎo)入，人力和產(chǎn)權(quán)的投入比較大，難以滿足中小型加工廠的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，提供了一種基于cad輔助的極坐標(biāo)控制系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法,以簡(jiǎn)化運(yùn)動(dòng)控制方式和運(yùn)動(dòng)模式，解決傳統(tǒng)數(shù)控二維平面內(nèi)曲線型加工技術(shù)的編程問(wèn)題。

上述目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

基于cad輔助的極坐標(biāo)控制系統(tǒng)，包括cad軟件模塊、主控制器模塊、平移機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)平臺(tái)；

所述主控制器模塊包括人機(jī)交互模塊、運(yùn)動(dòng)控制模塊和驅(qū)動(dòng)模塊；

所述cad軟件模塊將生成的矢量文件導(dǎo)入所述人機(jī)交互模塊，所述人機(jī)交互模塊與所述運(yùn)動(dòng)控制模塊連接和所述驅(qū)動(dòng)模塊順序連接，所述驅(qū)動(dòng)模塊分別與所述平移機(jī)構(gòu)和所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接；

所述平移機(jī)構(gòu)包括作業(yè)裝置，所述作業(yè)裝置用于對(duì)原材料進(jìn)行加工；

所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)用于固定原材料。

進(jìn)一步地，所述平移機(jī)構(gòu)還包括電機(jī)、底座、滑板、滑槽、皮帶、皮帶輪和極軸電機(jī)，所述作業(yè)裝置固定與所述電機(jī)連接并固定在所述底座上，所述底座上連接有所述滑塊，所述滑塊與固定在所述底架上的所述滑槽匹配，所述皮帶與所述底座連接并嵌套在所述皮帶輪上，所述皮帶輪與所述極軸電機(jī)連接。

進(jìn)一步地，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)還包括極角電機(jī)、底板和軸承，所述底板上設(shè)置有軸承通孔，所述軸承穿過(guò)所述軸承通孔，所述軸承一側(cè)與所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)固定連接，另一側(cè)與所述極角電機(jī)連接。

基于cad輔助的極坐標(biāo)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，以所述作業(yè)裝置和所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)兩者構(gòu)成極坐標(biāo)平面，極點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)平臺(tái)軸線與所述作業(yè)裝置延長(zhǎng)線的交點(diǎn)，極軸為以所述極點(diǎn)為起點(diǎn)沿所述作業(yè)裝置方向的射線，極角為所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)角，極徑為所述極點(diǎn)到所述作業(yè)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(dǎo)入至所述人機(jī)交互模塊；

（2）所述人機(jī)交互模塊解析步驟（1）中所述矢量文件提取坐標(biāo)軌跡并傳送至所述運(yùn)動(dòng)控制模塊；

（3）所述運(yùn)動(dòng)控制模塊將步驟（2）中所述坐標(biāo)軌跡信息重構(gòu)擬合為運(yùn)動(dòng)指令并傳送至驅(qū)動(dòng)模塊；

（4）所述驅(qū)動(dòng)模塊將接收的步驟（3）中所述運(yùn)動(dòng)指令分別發(fā)送至所述平移機(jī)構(gòu)和所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，所述平移機(jī)構(gòu)和所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)指令控制對(duì)應(yīng)的所述作業(yè)裝置和所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)以極坐標(biāo)方式運(yùn)動(dòng)。

有益效果

本發(fā)明采取人機(jī)交互模塊的導(dǎo)入信息為第三方文件，省去了軌跡命令編程和示教；所述運(yùn)動(dòng)方式的機(jī)構(gòu)比傳統(tǒng)常見(jiàn)的簡(jiǎn)單，將兩軸十字坐標(biāo)插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為兩軸極坐標(biāo)插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，把復(fù)雜的串聯(lián)的兩軸聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)化解成簡(jiǎn)單的分立的兩軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。該方法適用于打磨、拋光和熱轉(zhuǎn)印行業(yè)，極其適合二維平面內(nèi)的曲線運(yùn)動(dòng)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明基于cad輔助的極坐標(biāo)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明基于cad輔助的極坐標(biāo)控制系統(tǒng)的立體圖。

具體實(shí)施方式

應(yīng)當(dāng)指出，本部分中對(duì)具體結(jié)構(gòu)的描述及描述順序僅是對(duì)具體實(shí)施例的說(shuō)明，不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍有任何限制作用。此外，在不沖突的情形下，本部分中的實(shí)施例以及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1所示，基于cad輔助的極坐標(biāo)控制系統(tǒng)，包括cad軟件模塊4、主控制器模塊5、平移機(jī)構(gòu)1和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2；所述主控制器模塊5包括人機(jī)交互模塊51、運(yùn)動(dòng)控制模塊52和驅(qū)動(dòng)模塊53；所述cad軟件模塊4將生成的矢量文件導(dǎo)入所述人機(jī)交互模塊51，所述人機(jī)交互模塊51與所述運(yùn)動(dòng)控制模塊52和所述驅(qū)動(dòng)模塊53順序連接，所述驅(qū)動(dòng)模塊53分別與所述所述平移機(jī)構(gòu)1和所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2連接；所述平移機(jī)構(gòu)1包括作業(yè)裝置11，所述作業(yè)裝置11用于對(duì)原材料進(jìn)行加工；所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2包括旋轉(zhuǎn)平臺(tái)21，所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)21用于固定原材料。

基于cad輔助的極坐標(biāo)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，以所述作業(yè)裝置11和所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)21兩者構(gòu)成極坐標(biāo)平面，極點(diǎn)為所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)21軸線與所述作業(yè)裝置11延長(zhǎng)線的交點(diǎn)，極軸為以所述極點(diǎn)為起點(diǎn)沿所述作業(yè)裝置11方向的射線，極角為所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)21的旋轉(zhuǎn)角，極徑為所述極點(diǎn)到所述作業(yè)裝置11上工具末端的距離，包括如下步驟：

（1）所述cad軟件模塊4將生成的矢量文件導(dǎo)入至所述人機(jī)交互模塊51；

（2）所述人機(jī)交互模塊51解析步驟（1）中所述矢量文件提取坐標(biāo)軌跡并傳送至所述運(yùn)動(dòng)控制模塊52；

（3）所述運(yùn)動(dòng)控制模塊52將步驟（2）中所述坐標(biāo)軌跡信息重構(gòu)擬合為運(yùn)動(dòng)指令并傳送至驅(qū)動(dòng)模塊53；

（4）所述驅(qū)動(dòng)模塊53將接收的步驟（3）中所述運(yùn)動(dòng)指令分別發(fā)送至所述平移機(jī)構(gòu)1和所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2，所述平移機(jī)構(gòu)1和所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)指令控制對(duì)應(yīng)的所述作業(yè)裝置11和所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)21以極坐標(biāo)方式運(yùn)動(dòng)。

如圖2所示，所述平移機(jī)構(gòu)1包括電機(jī)12、底座13、滑塊、滑槽14、皮帶15、皮帶輪16和極軸電機(jī)17，所述作業(yè)裝置11與所述電機(jī)12連接并固定在所述底座上13，所述底座13上連接有所述滑塊，所述滑塊與固定在所述底架3上的所述滑槽14匹配，所述皮帶15與所述底座13連接并嵌套在所述皮帶輪16上，所述皮帶輪16與所述極軸電機(jī)17連接。

具體的，所述電機(jī)12與所述作業(yè)裝置11連接，用于接收所述驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)出的指令并控制所述作業(yè)裝置11運(yùn)動(dòng)；所述極軸電機(jī)17與所述皮帶輪16連接，通過(guò)接收所述驅(qū)動(dòng)模塊53發(fā)出的指令來(lái)帶動(dòng)皮帶15運(yùn)動(dòng)，間接的帶動(dòng)與所述皮帶輪16連接的底座13做水平直線運(yùn)動(dòng)，在底座13的內(nèi)表面設(shè)置有滑塊，在所述底架的上表面設(shè)置有滑槽14，所述滑塊與所述滑槽14匹配，并通過(guò)皮帶15的傳動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)水平運(yùn)動(dòng)。所述作業(yè)裝置11在不同的行業(yè)應(yīng)用中可更換不同的作業(yè)工具，打磨拋光作業(yè)時(shí)可安裝磨頭，熱轉(zhuǎn)印作業(yè)時(shí)可將倒模架安裝在平移機(jī)構(gòu)上，作業(yè)工具為輥輪。

如圖2所示，所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)2包括極角電機(jī)22、底板23和軸承24，所述底板23上設(shè)置有軸承通孔，所述軸承24穿過(guò)所述軸承通孔，軸承24的外壁與所述軸承通孔的內(nèi)壁固定，所述軸承24一側(cè)與所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)21固定連接，另一側(cè)與所述極角電機(jī)22連接。

具體的，所述底板23與所述底架3固定連接，所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)21通過(guò)軸承24與所述極角電機(jī)22連接，所述極角電機(jī)22用于接收所述所述驅(qū)動(dòng)模塊53發(fā)出的指令來(lái)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)21做水平旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)21上可根據(jù)工件的不同規(guī)格設(shè)置不同規(guī)格的工件夾具。所述作業(yè)裝置11的延長(zhǎng)線位于所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)21所在的平面內(nèi)。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉該技術(shù)的人在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，均可想到的變化或替換都涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求保護(hù)的范圍為準(zhǔn)。