TWM538446U

TWM538446U - 一種壓力感測補償系統

Info

Publication number: TWM538446U
Application number: TW105215486U
Authority: TW
Inventors: 劉倍龍; 顧宗麟
Original assignee: 諧波創新科技股份有限公司
Priority date: 2016-10-12
Filing date: 2016-10-12
Publication date: 2017-03-21

Description

一種壓力感測補償系統

本創作涉及測控技術領域，尤其涉及一種壓力感測補償系統。

現有自動化設備(如機械手或CNC)在運行時，其運動軌跡無法與產品曲面完全一致，或因產品有尺寸公差，導致打磨時接觸的力量不均勻，經常造成研磨過多或不足的現象，也因此限制了打磨工藝自動化的過程。

現有自動化設備(如機械手或CNC)在運行時，其運動軌跡無法與產品接時，容易出現空焊，虛焊等品質不良現象，需要再以人工補焊，並且在自動化焊接過程中，容易產生因空焊導致火花噴濺的危險。

有鑒於現有技術的上述缺陷，本創作所要解決的技術問題是提供一種壓力感測補償系統，提供了壓力及距離的感測，並藉此實施距離及壓力的自動補償，可改善打磨及焊接的品質與效率。

為實現上述目的，本發明提供了一種壓力感測補償系統，其特徵在於：包括執行結構、測距系統、壓力感應與調壓系統和加工機具；所述執行結構包括工具端法蘭11、伸縮護套12、滑塊13、滑軌14、伸縮氣缸15、排氣進氣接頭16、殼體17和固定端法蘭18；所述工具端法蘭11和加工機具連接4；所述伸縮護套套接在工具端法蘭11和殼體17之間；所述工具端法蘭11、滑塊13和伸縮氣缸15依次相接；所述滑塊13安裝在滑軌14上；所述滑軌14安裝在殼體17上；所述排氣進氣接頭16與伸縮氣缸15相接；所述固定端法蘭11裝在殼體17上；所述測距系統2包括以電連接的距離感測器21及第一MCU22；所述距離感測器21裝置於殼體17之內；所述壓力感應與調壓系統3包括壓力感測器31、電控進氣閥32、電控排氣閥33及第二MCU34；所述壓力感測器31、電控進氣閥32、電控排氣閥33分別與第二MCU34為電連接；所述壓力感測器31與電控進氣閥33為機械連接；所述電控進氣閥32、電控排氣閥33和進氣排氣接頭16為機械連接；所述第一MCU22與第二MCU34為電連接。

上述的一種壓力感測補償系統，其特徵在於：以執行結構1、測距系統2、壓力感應與調壓系統3和加工機具4為基礎，與測曲度與曲度調整系統5連接；所述測曲度與曲度調整系統5包括從上至下依次為旋轉電機51與旋轉軸52、擺動電機53與擺動軸54、感測器單元55和第三MCU56；所述旋轉電機51和擺動電機53與第三MCU56為電連接，用於帶動執行結構旋轉與擺動；所述感測器單元55包括分佈在加工機具4上的多個感測器並與第三MCU56為電連接；所述加工機具與工件接觸。

上述的一種壓力感測補償系統，其特徵在於：以執行結構1、測距系統2、壓力感應與調壓系統3、加工機具4和測曲度與曲度調整系統5為基礎，與自動上下料流水線系統6連接；所述自動上下料流水線系統6包括XYZ軸位置控制系統61，上下料夾持系統62和流水線系統63；所述XYZ軸位置控制系統61、上下料夾持系統62與所述流水線系統63為電連接。

本創作的有益效果是：

本創作可設置穩定壓力，並補償位置，使自動化設備的研磨頭端可以貼合產品，以均勻的壓力來研磨，避免過磨或不足的現象；本系統也可設置穩定的距離，並補償壓力，使自動化設備的焊接頭端，能克服產品變形，壓迫產品貼合後焊接，避免空焊及火花噴濺問題。

1‧‧‧結構

11‧‧‧工具端法蘭

12‧‧‧伸縮護套

13‧‧‧滑塊

14‧‧‧滑軌

15‧‧‧伸縮氣缸

16‧‧‧排氣進氣接頭

17‧‧‧殼體

18‧‧‧固定端法蘭

2‧‧‧測距系統

21‧‧‧距離感測器

22‧‧‧第一MCU

3‧‧‧壓力感應與調壓系統

31‧‧‧壓力感測器

32‧‧‧電控進氣閥

33‧‧‧電控排氣閥

34‧‧‧第二MCU

4‧‧‧加工機具

E1、E2、F1、F2‧‧‧感測器

5‧‧‧測曲度與曲度調整系統

51‧‧‧旋轉電機

52‧‧‧旋轉軸

53‧‧‧擺動電機

54‧‧‧擺動軸

55‧‧‧感測器單元

56‧‧‧第三MCU

6‧‧‧自動上下料流水線系統

61‧‧‧XYZ軸位置控制系統

62‧‧‧上下料夾持系統

63‧‧‧流水線系統

7‧‧‧工件

以下將結合附圖對本創作的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以充分地瞭解本發明的目的、特徵和效果。

圖1是本創作的執行結構示意圖。

圖2是本創作的測距系統剖面結構示意圖。

圖3是本創作的測距系統運轉原理圖。

圖4是本創作的壓力感應與調壓系統示意圖。

圖5是本創作的壓力感應與調壓系統運轉原理圖。

圖6是本創作的測曲度與曲度調整系統示意圖。

圖7是本創作的測曲度與曲度調整系統運轉原理圖。

圖8是本創作的自動上下料流水線系統結構示意圖。

如圖1-8所示，一種壓力感測補償系統，其特徵在於：包括執行結構1、測距系統2、壓力感應與調壓系統3和加工機具4；所述執行結構1包括工具端法蘭11、伸縮護套12、滑塊13、滑軌14、伸縮氣缸15、排氣進氣接頭16、殼體17和固定端法蘭18；所述工具端法蘭11和加工機具4連接；所述伸縮護套12套接在工具端法蘭11和殼體17之間；所述工具端法蘭11、滑塊13和伸縮氣缸15依次相接；所述滑塊13安裝在滑軌14上；所述滑軌14安裝在殼體17上；所述排氣進氣接頭16與伸縮氣缸15相接；所述固定端法蘭18裝在殼體17上；所述測距系統2包括以電連接的距離感測器21、第一MCU22；所述距離感測器21裝置於殼體17之內；所述壓力感應與調壓系統3包括壓力感測器31、電控進氣閥32、電控排氣閥33和第二MCU34；所述壓力感測器31、電控進氣閥32、電控排氣閥33分別與第二MCU34為電連接；所述壓力感測器31與電控進氣閥32為機械連接；所述電控進氣閥32、電控排氣閥33和進氣排氣接頭16為機械連接；所述第一MCU22與第二MCU34為電連接。

【實施例一】

以執行結構1、測距系統2、壓力感應與調壓系統3和加工機具4為基礎，與測曲度與曲度調整系統5連接；所述測曲度與曲度調整系統5包括從上至下依次為旋轉電機51與旋轉軸52、擺動電機53與擺動軸54、感測器單元55和第三MCU56；所述旋轉電機51和擺動電機53與第三MCU56為電連接，用於帶動執行結構1旋轉與擺動；所述感測器單元55包括分佈在加工機具4上的多個感測器並與第三MCU56為電連接；所述加工機具4與工件7接觸。

【實施例二】

以執行結構1、測距系統2、壓力感應與調壓系統3、加工機具4和測曲度與曲度調整系統5為基礎，與自動上下料流水線系統6連接；所述自動上下料流水線系統6包括XYZ軸位置控制系統61、上下料夾持系統62和流水線系統63；所述XYZ軸位置控制系統61、上下料夾持系統62與所述流水線系統63為電連接。

其中，測距系統的工作原理是：

首先設定工具端法蘭11與滑塊13處於完全縮回狀態時為基點，完全伸出狀態時為極點，在基點與極點的範圍內，由距離感測器21即時測得其實際距離B，並回饋給第一MCU22。依據不同要求，可設置以下反應：

1. 要求恒定壓力時，則第一MCU22僅記錄距離數值，並在距離達到基點或極點時發出警告。

2. 要求恒定距離為A時，則第一MCU22發出訊號，通知第二MCU34調整壓力來改變實際距離B，直到B=A為止。

壓力感應與調壓系統3工作原理是：

首先設定壓力值下限及壓力值上限，在壓力值的上下限範圍內，用壓力感測器31測量伸縮氣缸15目前實際的壓力值D，並回饋給第二MCU34，依據不同要求，可設置以下反應：

1. 要求恒定壓力為C時，則第二MCU34控制電控進氣閥進氣，或電控排氣閥排氣來改變伸縮氣缸的壓力，直到D=C為止。

2. 要求恒定距離時，則第二MCU34接受第一MCU22訊號，控制電控進氣閥32進氣，或電控排氣閥排氣33來改變伸縮氣缸15的壓力，並使伸縮氣缸15伸出或縮回，直到第一MCU22發出停止的訊號為止。

測曲度與曲度調整系統工作原理是：

四個感測器E1、E2、F1、F2分別均勻佈置在工件上方的加工機具上，先比較感測器E1、E2相對於工件的距離，如果E1感測器相對於工件距離小於E2感測器，第三MCU56通知擺動軸正轉，否則反轉，直到感測器E1、E2相對於工件的距離相等；再比較感測器F1、F2相對於工件的距離，如果F1感測器相對於工件距離小於F2感測器，第三MCU56通知旋轉軸正轉，否則反轉，直到感測器F1、F2相對於工件的距離相等。

自動上下料流水線系統工作原理是：

以壓力感測補償系統搭配設備的XYZ軸控制系統61，及可翻轉的夾持系統62與自動上下料系統63，組成流水線系統。

整個系統工作原理是：

a. 滑塊13分別與工具端法蘭11及伸縮氣缸15鎖固，並套入滑軌14中，使伸縮氣缸15可以推動滑塊13及工具端法蘭11前後運動，此結構可於滑動過程中抵抗扭力及側向力；b. 利用測距系統2的距離感測器21，即時感測工具端法蘭11的位置；c. 利用壓力感應與調壓系統3的壓力感測器31，即時感測伸縮氣缸15的壓力；d. 電控進氣閥32及電控排氣閥33連接進氣排氣接頭16，對伸縮氣缸15進行補氣及洩氣，使伸縮氣缸15可以推動滑塊13及工具端法蘭11前後運動；e. 在要求系統輸出恒定壓力時，由於可即時偵測到工具端法蘭11的位置及伸縮氣缸15壓力的變化，當工具端法蘭11距離變大導致伸縮氣缸15壓力變小時予以補氣增壓，當工具端法蘭11距離縮小導致伸縮氣缸15壓力變大時予以洩氣減壓，達到自動補償距離並對加工機具4施加穩定壓力的目的；f. 在要求系統輸出恒定距離時，由於可即時偵測到工具端法蘭11的位置及伸縮氣缸15壓力的變化，當法蘭距離不足時，表示伸縮氣缸15壓力不足，此時予以補氣增壓直到工具端法蘭11伸出抵達目標位置；當工具端法蘭11距離過大時，表示伸縮氣缸15壓力過大，此時予以洩氣減壓直到工具端法蘭11縮回抵達目標位置，達到自動補償壓力並使加工機具4維持在穩定位置的目的；g. 以執行結構1、測距系統2、壓力感應與調壓系統3為基礎，結合測曲度與曲度調整系統5，可以達到曲面研磨或曲面點焊的目的；以執行結構1、測距系統2、壓力感應與調壓系統3、測曲度與曲度系統為基礎5，結合XYZ軸控制系統及自動上下料與可翻轉的夾持系統6，可形成流水線系統。

以上詳細描述了本新型的較佳具體實施例。

應當理解，本領域的普通技術人員無需創造性勞動就可以根據本新型的構思做出諸多修改和變化。因此，凡本技術領域中技術人員依本發明的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護範圍內。