一种与机器人联动的数控颗粒物流量阀的控制系统技术方案

本发明专利技术涉及喷砂流量阀自动化设备领域，具体是指一种与机器人联动的数控颗粒物流量阀的控制系统。包括机器人，机器人上设置有回收仓与流量阀，还包括控制单元，机器人上还设置有执行机构，控制单元与执行机构信号连接，且通过控制执行机构来调节流量阀的开度。本发明专利技术通过将传统的流量阀结构与现代化工业进程系统相结合，具体通过控制单元来对工件表面的工况进行分析检测，并针对分析检测的结果来对流量阀的开度和角度进行调节，进而数字控制系统进行联动；构建的粗糙度检测模型克服了现有技术中的技术难题，即解决了喷砂作业时砂料反弹等情况导致工件表面信息无法实时监测的问题，进而为控制单元的精确调节提供了理论数据的支撑。支撑。支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种与机器人联动的数控颗粒物流量阀的控制系统


[0001]本专利技术涉及数控流量阀系统领域，具体是指一种与机器人联动的数控颗粒物流量阀的控制系统。

技术介绍

[0002]传统喷砂作业采用手动或气控颗粒物流量颗粒物流量阀调整喷砂时的砂流量，随着喷砂工况的变化，全靠人工适时调整颗粒物流量阀的砂流量，现有技术中的颗粒物流量阀不能与数字控制系统进行联动，也不能根据零件表面的情况对流量颗粒物流量阀进行实时调整，如根据工况参数的变化去调节砂料的流量等。
[0003]此外，现有颗粒物流量阀嵌入式系统性能不高，控制精度低，响应速度慢，除了控制能力，传统行业的现代化进程发展对于嵌入式系统的通信、交互、智能等性能的要求也越来越高，而现有的颗粒物流量阀系统的嵌入式系统芯片频率较低、存储器容量有限、拓展模块不够丰富，难以满足上述要求。喷砂作业还伴随着高负荷、高危险以及高频职业病，一线喷砂作业从业者不堪重负。
[0004]因此，亟待开发一种与机器人联动的数控颗粒物流量阀的控制系统，并与数字控制系统进行联动，进而实现喷砂作业的全自动化处理。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于提供一种与机器人联动的数控颗粒物流量阀的控制系统，用于根据工况参数的变化去调节砂料的流量。
[0006]本专利技术通过下述技术方案实现：一种与机器人联动的数控颗粒物流量阀的控制系统，包括机器人，所述机器人上设置有回收仓与流量阀，还包括控制单元，所述机器人上还设置有执行机构，所述控制单元与所述执行机构信号连接，且通过控制所述执行机构来调节流量阀的开度；所述控制单元包括：控制组件、显示与输入模块、信息采集组件、驱动模块以及存储模块，所述显示与输入模块与所述控制组件信号连接，用于集成信息显示与信息输入；所述信息采集组件与所述控制组件信号连接，用于采集流量阀内的压力以及工件信息并进行信号转换；所述驱动模块与所述控制组件信号连接，用于接收所述控制组件产生的位移信号与控制信号并转换为能够驱动执行机构的信号格式，所述存储模块与所述控制组件信号连接，用于记录以及恢复数据，其中，工件信息包括工件表面的粗糙度图像信息。
[0007]需要说明的是，现有颗粒物流量阀嵌入式系统性能不高，控制精度低，响应速度慢，除了控制能力，传统行业的现代化进程发展对于嵌入式系统的通信、交互、智能等性能的要求也越来越高，而现有的颗粒物流量阀系统的嵌入式系统芯片频率较低、存储器容量有限、拓展模块不够丰富，难以满足上述要求。喷砂作业还伴随着高负荷、高危险以及高频职业病，一线喷砂作业从业者不堪重负。
[0008]鉴于上述情况，提出了一种与机器人联动的数控颗粒物流量阀的控制系统，具体
包括了执行机构、控制单元与流量阀，其中，执行机构包括传动连接的减速机和伺服电机，控制单元包括控制组件、显示与输入模块、信息采集组件、驱动模块以及存储模块，通过在显示与输入模块内输入预先要清理的工件表面等级，并设定等级阈值，再通过信息采集组件采集工件表面的图像信息，该图像信息包括喷砂前图像信息，与喷砂时的图像信息，由于喷砂时的砂料存在无序的反弹情况，所以喷砂时的图像信息需要进行灰度处理，进而将喷砂前后的图像信息进行比对分析，从而判断喷砂情况是否达到预先设定的等级阈值，如果满足等级阈值的要求，将通过行走机构调整喷砂位置，即对工件下一表面进行喷砂处理；如果不满足等级阈值的要求，将通过开度信号来调节流量阀的开度，进而调节喷砂量；也将通过角度信号来调节喷砂枪的喷口朝向。基于上述调节过程，能够针对工件表面进行智能化施工作业，减少人工参与，并与数字控制系统进行联动，进而实现喷砂作业的全自动化处理。
[0009]进一步地，所述信息采集组件设置在所述回收仓上，所述信息采集组件包括：图像采集模块、处理模块以及转动机构，所述图像采集模块与所述处理模块信号连接，并用于连续采集工件表面的图像，所述图像采集模块设置在所述转动机构上，所述转动机构能够带动图像采集模块进行角度调节，所述处理模块与所述控制组件信号连接，用于搭建工件表面粗糙度检测模型，还用于根据粗糙度检测模型分析检测工件表面的粗糙度，并产生反馈信号。需要说明的是，对于粗糙度检测模型，通过分析零件表面图像文理特征与表面粗糙度之间的关系，提出的粗糙度检测模型，可表示为非线性回归模型，即，式中，为粗糙度检测模型输出的零件表面粗糙度；为特征向量的线性组合，b为函数偏置。
[0010]进一步地，所述显示与输入模块内能够设定等级阈值，并将等级阈值信号传递至控制组件，所述控制组件接收的反馈信号后与等级阈值信号进行比对，若满足等级阈值信号则输出位移信号至驱动模块，若不满足等级阈值信号则输出控制信号至驱动模块，其中，所述控制信号包括开度信号与角度信号。需要说明的是，对于等级阈值，可以沿用本领域的常规等级划分，即Sa1级、Sa2级、Sa2.5级、Sa3级。
[0011]进一步地，所述信息采集组件还包括：用于测定流量阀进气腔压力的压力传感器A、用于测定流量阀出料口压力的压力传感器B、补偿模块以及用于测定流量阀出料口流量信息的颗粒物流量传感器，所述补偿模块与所述压力传感器A、B、颗粒物流量传感器信号连接，用于采集压力信号。
[0012]进一步地，所述补偿模块通过差值压力信号补偿流量信息后计算出流量信号，所述补偿模块与所述驱动模块信号连接，所述驱动模块引入超前量并根据超前量、流量信号以及开度信号计算出步进信号，并将步进信号传递至执行机构，其中，超前量为执行机构固有的经验系数，差值压力信号为压力传感器A与压力传感器B采集的压力信息差值。需要说明的是，由于采样时存在误差，并且在采样过程中，执行机构仍在运行，实际执行位置将大于采样值，因此通过引入超前量的方式来对实际的执行位置与采样值进行补偿。
[0013]作为优选，所述流量阀的出料口通过管道连接有喷砂枪，所述喷砂枪通过摆动机构进行角度调节，所述驱动模块还与所述摆动机构信号连接，所述摆动机构接收到角度信号后能调节喷砂枪的角度。需要说明的是，摆动机构优选为摆臂。
[0014]作为优选，所述喷砂枪设置在喷砂机器人上，所述驱动模块还与所述喷砂机器人的行走机构信号连接，所述行走机构接收到位移信号后能够调整位置。需要说明的是，所述行走机构优选为履带。
[0015]本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1、本专利技术通过将传统的流量阀结构与现代化工业进程系统相结合，具体通过控制单元来对工件表面的工况进行分析检测，并针对分析检测的结果来对流量阀的开度和角度进行调节，进而数字控制系统进行联动，进而实现喷砂作业的全自动化处理；2、本专利技术构建的粗糙度检测模型克服了现有技术中的技术难题，即解决了喷砂作业时砂料反弹等情况导致工件表面信息无法实时监测的问题，进而为控制单元的精确调节提供了理论数据的支撑；3、本专利技术引入的超前量能够优选地减少调节系统与执行机构之间的误差，进而能够大幅度提高加工等级。
附图说明
[0016]此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种与机器人联动的数控颗粒物流量阀的控制系统，包括机器人，所述机器人上设置有回收仓与流量阀，其特征在于：还包括控制单元，所述机器人上还设置有执行机构，所述控制单元与所述执行机构信号连接，且通过控制所述执行机构来调节流量阀的开度；所述控制单元包括：控制组件、显示与输入模块、信息采集组件、驱动模块以及存储模块，所述显示与输入模块与所述控制组件信号连接，用于集成信息显示与信息输入；所述信息采集组件与所述控制组件信号连接，用于采集流量阀内的压力以及工件信息并进行信号转换；所述驱动模块与所述控制组件信号连接，用于接收所述控制组件产生的位移信号与控制信号并转换为能够驱动执行机构的信号格式，所述存储模块与所述控制组件信号连接，用于记录以及恢复数据，其中，工件信息包括工件表面的粗糙度图像信息。2.根据权利要求1所述的一种与机器人联动的数控颗粒物流量阀的控制系统，其特征在于：所述信息采集组件设置在所述回收仓上，所述信息采集组件包括：图像采集模块、处理模块以及转动机构，所述图像采集模块与所述处理模块信号连接，并用于连续采集工件表面的图像，所述图像采集模块设置在所述转动机构上，所述转动机构能够带动图像采集模块进行角度调节，所述处理模块与所述控制组件信号连接，用于搭建工件表面粗糙度检测模型，还用于根据粗糙度检测模型分析检测工件表面的粗糙度，并产生反馈信号。3.根据权利要求2所述的一种与机器人联动的数控颗粒物流量阀的控制系统，其特征在于：所述显示与输入模块内能够设定等级阈值，并将等级阈值信号传递至控制组件，所述控制组件接收的反...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭建国，汪凤銮，彭诗伟，赵亮，罗来平，
申请(专利权)人：北京东方昊为工业装备有限公司，
类型：发明
国别省市：