CN111730393A - 一种刹车片全自动打孔装置及工艺 - Google Patents

一种刹车片全自动打孔装置及工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种刹车片全自动打孔装置及工艺,刹车片全自动打孔装置，包括,打孔装置、打孔区、三轴云台、光电编码器以及主控制器；工艺包括获取预设打孔区域的第一轮廓，根据第一轮廓，生成打孔路径，根据打孔路径，控制打孔钻头行进，在打孔钻头进行过程中，光电编码器连续间隔采集打孔钻头的实时角速度；根据实时角速度，求解打孔钻头的实时行进控制速度；根据实时行进控制速度以及打孔路径，控制打孔钻头继续行进直至完成打孔路径的打孔作业，当打孔钻头完成打孔路径的打孔作业之后，打孔钻头停车，打孔装置恢复初始位置。

Description

一种刹车片全自动打孔装置及工艺
技术领域
本发明涉及刹车片生产领域，特别是涉及一种刹车片全自动打孔装置及工艺。
背景技术
刹车片也叫刹车皮，是汽车刹车系统最关键的安全零件，对刹车效果起决定性作用，所以说好的刹车片是人和汽车的保护神。
刹车片一般由钢板、粘接隔热层和摩擦块构成。刹车时被挤压在刹车盘或刹车鼓上产生摩擦，从而达到车辆减速刹车的目的。由于摩擦作用，摩擦块会逐渐被磨损，以通过耗损的方式，实现刹车效果。
在现有技术中,打孔机一般用压力传感器根据弹性形变来测试测试打孔机所受的的阻力,这会造成打孔机的工具头部分不稳定、影响打孔机的精度、加快工具头的磨损。
发明内容
有鉴于现有技术的上述的一部分缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能根据打孔钻头实时状态来调整速度、提升打孔钻头稳定性、延缓打孔钻头磨损的刹车片全自动打孔装置及工艺。
为实现上述目的，本发明提供了一种刹车片全自动打孔装置及工艺，所述刹车片全自动打孔装置包括：打孔装置、打孔区、三轴云台、光电编码器以及主控制器；所述打孔装置设置有打孔钻头，所述打孔钻头设置在打孔区上方；所述三轴云台用于控制钻头的行进路径以及打孔时的上下位移；所述打孔装置设置在所述三轴云台上；所述光电编码器设置在所述打孔装置上，用于采集所述钻头的角速度；所述主控制器，包括：
打孔轮廓获取单元，用于待所述刹车片放入打孔区后，获取预设打孔区域的第一轮廓；
打孔路径生成单元，用于根据所述第一轮廓，生成打孔路径；所述打孔路径上各个点到所述第一轮廓的距离为打孔装置的打孔钻头的半径；
打孔启动单元，用于根据所述打孔路径，控制所述打孔钻头行进；所述打孔装置的未启动时的状态为初始状态，所述打孔钻头的行进初始速度为第一预设初速度，所述打孔钻头的初始旋转角速度为第二预设角速度；
行进控制单元，用于在所述打孔钻头进行过程中，根据所述光电编码器连续间隔采集所述打孔钻头的实时角速度ωi；求解所述打孔钻头的实时行进控制速度Vi；根据所述实时行进控制速度Vi以及所述打孔路径，控制所述打孔钻头继续行进直至完成所述打孔路径的打孔作业；其中，所述i＝1,2,...,N，所述实时行进控制速度
Figure BDA0002596863290000021
所述J为转动惯量，所述ωi-1为上一次测量的打孔钻头角速度，所述η为所述打孔钻头电机的机械效率，所述P为所述打孔钻头电机的额定功率，所述T为连续间隔采集数据的采样周期，所述Vi-1为上一次求解所得出的所述实时行进控制速度。
在该技术方案中，连通过续间隔采集角速度数据，根据采集的角速度数据来表征打孔钻头所收到的阻力，即，打孔钻头运行时的角速度越大，其所受的阻力越小，反之打孔钻头运行时的角速度越小，其所受的阻力越大；在打孔装置运行时，打孔装置所做的功和打孔装置的实时行进速度Vi成正比，打孔装置做的功又和角速度的平方
Figure BDA0002596863290000031
成正比，所以打孔装置的实时行进速度Vi和角速度的平方
Figure BDA0002596863290000032
成正比，所以通过
Figure BDA0002596863290000033
来求解打孔装置的实时行进速度；通过该方法能根据打孔钻头实时状态来调整速度、提升打孔钻头稳定性、延缓打孔钻头磨损。
在一具体实例中，所述光电编码器的输出端接在所述主控制器的第一输入端上；所述三轴云台的输出端接在所述主控制器的第二输入端上，所述三轴云台的输入端接在主控制器的第一输出端上。
进一步，所述刹车片全自动打孔装置上还设有报警装置，所述报警装置用于加工过程中，遇到卡料，缺料，机器会马上报警，并停止工作，等待处理；加工工具头不锋利时，所述报警装置也会即时报警，通知更换工具。
进一步，所述刹车片全自动打孔装置上还设有紧急停止按钮。
在该技术方案中,通过报警装置和紧急停止按钮，在加工过程中，遇到卡料，缺料，所述报警装置会马上报警，并停止工作，等待处理；加工工具头不锋利时，所述报警装置也会即时报警，通知更换工具头；紧急停止按钮能快速断电停车，能更好的保障操作人员的安全,保证机器的正常运转,延长机器使用寿命。
所述刹车片全自动打孔工艺包括如下步骤：
步骤S1、待所述刹车片放入打孔区后，获取预设打孔区域的第一轮廓；
步骤S2、根据所述第一轮廓，生成打孔路径；所述打孔路径上各个点到所述第一轮廓的距离为打孔装置的打孔钻头的半径；
步骤S3、根据所述打孔路径，控制所述打孔钻头行进；所述打孔装置的当前状态为初始状态，所述打孔钻头的行进初始速度为第一预设初速度，所述打孔钻头的初始旋转角速度为第二预设角速度；
步骤S4、在所述打孔钻头进行过程中，所述光电编码器连续间隔采集所述打孔钻头的实时角速度ωi；根据所述实时角速度ωi，求解所述打孔钻头的实时行进控制速度Vi；根据所述实时行进控制速度Vi以及所述打孔路径，控制所述打孔钻头继续行进直至完成所述打孔路径的打孔作业；其中，所述i＝1,2,...,N，所述实时行进控制速度角速度的平方
Figure BDA0002596863290000041
成正比，所述J为转动惯量，所述ωi-1为上一次测量的打孔钻头角速度，所述η为所述打孔钻头电机的机械效率，所述P为所述打孔钻头电机的额定功率，所述T为连续间隔采集数据的采样周期，所述Vi-1为上一次求解所得出的所述实时行进控制速度；
步骤S5、当所述打孔钻头完成所述打孔路径的打孔作业之后，所述打孔钻头停车，打孔装置恢复初始位置。
在该技术方案中，连通过续间隔采集角速度数据，根据采集的角速度数据来表征打孔钻头所收到的阻力，即，打孔钻头运行时的角速度越大，其所受的阻力越小，反之打孔钻头运行时的角速度越小，其所受的阻力越大；在打孔装置运行时，打孔装置所做的功和打孔装置的实时行进速度Vi成正比，打孔装置做的功又和角速度的平方
Figure BDA0002596863290000042
成正比，所以打孔装置的实时行进速度Vi和角速度的平方
Figure BDA0002596863290000043
成正比，所以通过
Figure BDA0002596863290000044
来求解打孔装置的实时行进速度；通过该方法能根据打孔钻头实时状态来调整速度、提升打孔钻头稳定性、延缓打孔钻头磨损。
在一具体实例中，当所述实时行进控制速度低于所述第一预设初速度的15％时，所述报警装置发出报警提示需更换所述打孔钻头的加工工具头。
在该技术方案中，随着所述加工工具头的不断磨损，所述打孔钻头所受到的阻力会越来越大，导致所述打孔钻头的所述角速度和所述实时行进速度变慢，故而通过检测当所述实时行进控制速度能够较为准确的了解所述加工工具头的磨损程度，能够及时提醒操作人员更换所述加工工具头。
本发明的有益效果是：本发明连通过续间隔采集角速度数据，根据采集的角速度数据来表征打孔钻头所收到的阻力，即，打孔钻头运行时的角速度越大，其所受的阻力越小，反之打孔钻头运行时的角速度越小，其所受的阻力越大；在打孔装置运行时，打孔装置所做的功和打孔装置的实时行进速度Vi成正比，打孔装置做的功又和角速度的平方
Figure BDA0002596863290000051
成正比，所以打孔装置的实时行进速度Vi和角速度的平方
Figure BDA0002596863290000052
成正比，所以通过
Figure BDA0002596863290000053
来求解打孔装置的实时行进速度；通过该方法能根据打孔钻头实时状态来调整速度、提升打孔钻头稳定性、延缓打孔钻头磨损。
附图说明
图1是本发明一具体实施方式的一种刹车片全自动打孔生产工艺的流程示意图；
图2是本发明一具体实施方式的一种刹车片全自动打孔生产装置的连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1-2所示，在本发明第一实施例中，提供一种刹车片全自动打孔装置及工艺，其特征在于，所述刹车片全自动打孔装置包括：打孔装置200、打孔区、三轴云台300、光电编码器400以及主控制器100；所述打孔装置200设置有打孔钻头，所述打孔钻头设置在打孔区上方；所述三轴云台300用于控制钻头的行进路径以及打孔时的上下位移；所述打孔装置200设置在所述三轴云台300上；所述光电编码器400设置在所述打孔装置200上，用于采集所述钻头的角速度；所述主控制器100，包括：
打孔轮廓获取单元101，用于待所述刹车片放入打孔区后，获取预设打孔区域的第一轮廓；
打孔路径生成单元102，用于根据所述第一轮廓，生成打孔路径；所述打孔路径上各个点到所述第一轮廓的距离为打孔装置200的打孔钻头的半径；
打孔启动单元103，用于根据所述打孔路径，控制所述打孔钻头行进；所述打孔装置200的未启动时的状态为初始状态，所述打孔钻头的行进初始速度为第一预设初速度，所述打孔钻头的初始旋转角速度为第二预设角速度；
行进控制单元104，用于在所述打孔钻头进行过程中，根据所述光电编码器400连续间隔采集所述打孔钻头的实时角速度ωi；求解所述打孔钻头的实时行进控制速度Vi；根据所述实时行进控制速度Vi以及所述打孔路径，控制所述打孔钻头继续行进直至完成所述打孔路径的打孔作业；其中，所述i＝1,2,...,N，所述实时行进控制速度
Figure BDA0002596863290000061
所述J为转动惯量，所述ωi-1为上一次测量的打孔钻头角速度，所述η为所述打孔钻头电机的机械效率，所述P为所述打孔钻头电机的额定功率，所述T为连续间隔采集数据的采样周期，所述Vi-1为上一次求解所得出的所述实时行进控制速度。
在本实施例中，连通过续间隔采集角速度数据，根据采集的角速度数据来表征打孔钻头所收到的阻力，即，打孔钻头运行时的角速度越大，其所受的阻力越小，反之打孔钻头运行时的角速度越小，其所受的阻力越大；在打孔装置运行时，打孔装置所做的功和打孔装置的实时行进速度Vi成正比，打孔装置做的功又和角速度的平方
Figure BDA0002596863290000071
成正比，所以打孔装置的实时行进速度Vi和角速度的平方
Figure BDA0002596863290000072
成正比，所以通过
Figure BDA0002596863290000073
来求解打孔装置的实时行进速度；通过该方法能根据打孔钻头实时状态来调整速度、提升打孔钻头稳定性、延缓打孔钻头磨损。
在本实施例中，所述光电编码器400的输出端接在所述主控制器100的第一输入端上；所述三轴云台300的输出端接在所述主控制器100的第二输入端上，所述三轴云台300的输入端接在主控制器100的第一输出端上。
进一步，所述刹车片全自动打孔装置上还设有报警装置。
优选的，所述刹车片全自动打孔装置上还设有紧急停止按钮。
在本实施例中,通过报警装置和紧急停止按钮，在加工过程中，遇到卡料，缺料，所述报警装置会马上报警，并停止工作，等待处理；加工工具头不锋利时，所述报警装置也会即时报警，通知更换工具在，能更好的保障操作人员的安全,保证机器的正常运转,延长机器使用寿命。
如图1-2所示，在本发明的第二实施例中，提供一种刹车片全自动打孔工艺，包括
步骤S1、待所述刹车片放入打孔区后，获取预设打孔区域的第一轮廓；
步骤S2、根据所述第一轮廓，生成打孔路径；所述打孔路径上各个点到所述第一轮廓的距离为打孔装置的打孔钻头的半径；
步骤S3、根据所述打孔路径，控制所述打孔钻头行进；所述打孔装置的当前状态为初始状态，所述打孔钻头的行进初始速度为第一预设初速度，所述打孔钻头的初始旋转角速度为第二预设角速度；
步骤S4、在所述打孔钻头进行过程中，所述光电编码器400连续间隔采集所述打孔钻头的实时角速度ωi；根据所述实时角速度ωi，求解所述打孔钻头的实时行进控制速度Vi；根据所述实时行进控制速度Vi以及所述打孔路径，控制所述打孔钻头继续行进直至完成所述打孔路径的打孔作业；其中，所述i＝1,2,...,N，所述实时行进控制速度
Figure BDA0002596863290000081
所述J为转动惯量，所述ωi-1为上一次测量的打孔钻头角速度，所述η为所述打孔钻头电机的机械效率，所述P为所述打孔钻头电机的额定功率，所述T为连续间隔采集数据的采样周期，所述Vi-1为上一次求解所得出的所述实时行进控制速度；
步骤S5、当所述打孔钻头完成所述打孔路径的打孔作业之后，所述打孔钻头停车，打孔装置恢复初始位置。
在本实施例中，连通过续间隔采集角速度数据，根据采集的角速度数据来表征打孔钻头所收到的阻力，即，打孔钻头运行时的角速度越大，其所受的阻力越小，反之打孔钻头运行时的角速度越小，其所受的阻力越大；在打孔装置运行时，打孔装置所做的功和打孔装置的实时行进速度Vi成正比，打孔装置做的功又和角速度的平方
Figure BDA0002596863290000082
成正比，所以打孔装置的实时行进速度Vi和角速度的平方
Figure BDA0002596863290000083
成正比，所以通过
Figure BDA0002596863290000084
来求解打孔装置的实时行进速度；通过该方法能根据打孔钻头实时状态来调整速度、提升打孔钻头稳定性、延缓打孔钻头磨损。
进一步，当所述实时行进控制速度低于第一预设初速度的15％时，所述报警装置会发出报警提示需更换所述打孔钻头的加工工具头。
在该技术方案中，随着所述加工工具头的不断磨损，所述打孔钻头所受到的阻力会越来越大，导致所述打孔钻头的所述角速度和所述实时行进速度变慢，故而通过检测当所述实时行进控制速度能够较为准确的了解所述加工工具头的磨损程度，能够及时提醒操作人员更换所述加工工具头。
打孔机在直线运动时受力均匀,但是刹车片的打孔根据实际样式随需求而改变,并且大多数呈现非直线样式,如果按照恒定速度行进的话因受阻力不同,在某处受力太大的情况下会损伤打孔装置的工具头；在本实施例中，通过连续间隔采集装置的角速度来计算打孔装置的实时行进控制速度，即打孔钻头角速度快时说明阻力较小，可以加快实时行进速度，打孔钻头的角速度慢时说明阻力较大，就减缓实时行进速度；通过该方法，打孔装置能在阻力较大的地方放缓实时行进速度、提升打孔钻头稳定性、延缓打孔钻头磨损。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种刹车片全自动打孔装置，其特征在于，包括：打孔装置、打孔区、三轴云台、光电编码器以及主控制器；所述打孔装置设置有打孔钻头，所述打孔钻头设置在打孔区上方；所述三轴云台用于控制钻头的行进路径以及打孔时的上下位移；所述打孔装置设置在所述三轴云台上；所述光电编码器设置在所述打孔装置上，用于采集所述钻头的角速度；所述主控制器，包括：
打孔轮廓获取单元，用于待所述刹车片放入打孔区后，获取预设打孔区域的第一轮廓；
打孔路径生成单元，用于根据所述第一轮廓，生成打孔路径；所述打孔路径上各个点到所述第一轮廓的距离为打孔装置的打孔钻头的半径；
打孔启动单元，用于根据所述打孔路径，控制所述打孔钻头行进；所述打孔装置的未启动时的状态为初始状态，所述打孔钻头的行进初始速度为第一预设初速度，所述打孔钻头的初始旋转角速度为第二预设角速度；
行进控制单元，用于在所述打孔钻头进行过程中，根据所述光电编码器连续间隔采集所述打孔钻头的实时角速度ωi；求解所述打孔钻头的实时行进控制速度Vi；根据所述实时行进控制速度Vi以及所述打孔路径，控制所述打孔钻头继续行进直至完成所述打孔路径的打孔作业；其中，所述i＝1,2,...,N，所述实时行进控制速度
Figure FDA0002596863280000011
所述J为转动惯量，所述ωi-1为上一次测量的打孔钻头角速度，所述η为所述打孔钻头电机的机械效率，所述P为所述打孔钻头电机的额定功率，所述T为连续间隔采集数据的采样周期，所述Vi-1为上一次求解所得出的所述实时行进控制速度。
2.如权利要求1所述的一种刹车片全自动打孔装置，其特征在于，所述光电编码器的输出端接在所述主控制器的第一输入端上；所述三轴云台的输出端接在所述主控制器的第二输入端上，所述三轴云台的输入端接在主控制器的第一输出端上。
3.如权利要求1所述的一种刹车片全自动打孔装置，其特征在于所述刹车片全自动打孔装置上还设有报警装置。
4.如权利要求1所述的一种刹车片全自动打孔装置，其特征在于，所述刹车片全自动打孔装置上还设有紧急停止按钮。
5.一种刹车片全自动打孔工艺，其特征在于，所述工艺包括如下步骤：
步骤S1、待所述刹车片放入打孔区后，获取预设打孔区域的第一轮廓；
步骤S2、根据所述第一轮廓，生成打孔路径；所述打孔路径上各个点到所述第一轮廓的距离为打孔装置的打孔钻头的半径；
步骤S3、根据所述打孔路径，控制所述打孔钻头行进；所述打孔装置的当前状态为初始状态，所述打孔钻头的行进初始速度为第一预设初速度，所述打孔钻头的初始旋转角速度为第二预设角速度；
步骤S4、在所述打孔钻头进行过程中，所述光电编码器连续间隔采集所述打孔钻头的实时角速度ωi；根据所述实时角速度ωi，求解所述打孔钻头的实时行进控制速度Vi；根据所述实时行进控制速度Vi以及所述打孔路径，控制所述打孔钻头继续行进直至完成所述打孔路径的打孔作业；其中，所述i＝1,2,...,N，所述实时行进控制速度
Figure FDA0002596863280000021
所述J为转动惯量，所述ωi-1为上一次测量的打孔钻头角速度，所述η为所述打孔钻头电机的机械效率，所述P为所述打孔钻头电机的额定功率，所述T为连续间隔采集数据的采样周期，所述Vi-1为上一次求解所得出的所述实时行进控制速度；
步骤S5、当所述打孔钻头完成所述打孔路径的打孔作业之后，所述打孔钻头停车，打孔装置恢复初始位置。
6.如权利要求1所述的一种刹车片全自动打孔工艺，其特征在于，当所述实时行进控制速度低于第一预设初速度的15％时，所述报警装置发出报警提示需更换所述打孔钻头的加工工具头。
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