【技术实现步骤摘要】
本申请涉及自动控制，尤其涉及一种摩擦焊智能控制装置、方法和设备。
技术介绍
1、摩擦焊是一种焊接新技术，不使用另外的连接件或结合剂就能将可以将方形、圆形、多边形截面的金属或塑料材料焊接在一起，它具有优质、高效、低耗环保的优点，满足了企业自动化生产的需求。
2、近年来，由于摩擦焊灵活、可靠的特点，国内外已经开展了大量摩擦焊的相关研究。由于不同材料之间的焊接可能存在兼容性问题，特别是对于异材料的焊接，可能需要更加复杂的控制技术以确保焊接质量，因此摩擦焊的控制技术逐渐成为研究的重点。现有的摩擦焊控制技术采用常用的控制器完成计算、指令发送的工作，然而摩擦焊是精密工作，其计算量高、对计算的准确性、实时性要求较高，否则会直接影响焊件的质量，现有的控制器无法满足焊接过程中实时控制焊接的需求，会影响焊接的效率以及质量。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请提供一种摩擦焊智能控制装置、方法和设备，用以实时控制摩擦焊。
2、具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：
3、本申请第一方面提供一种摩擦焊智能控制装置，所述智能控制装置至少包括采集模块、实时控制模块以及非实时控制模块；其中，
4、所述采集模块，用于采集摩擦焊的位移和加速度信息；
5、所述实时控制模块，用于基于所述摩擦焊的位移和加速度信息预测第一时间段内的所述摩擦焊的未来轨迹，基于所述未来轨迹和所述摩擦焊的规划轨迹输出实时控制信号至所述非实时控制模块，所述实时控制信号用于控制所述摩擦焊的速
6、其中，所述实时控制信号至少包括第一驱动信号、第二驱动信号和第三驱动信号，所述第一驱动信号用于控制所述摩擦焊的加速度，所述第二驱动信号用于控制所述摩擦焊振动滑台的振中位置，以使所述摩擦焊振动滑台的振中位置与第一振前位置相同，所述第三驱动信号用于控制所述摩擦焊振动滑台的振后位置，以使所述摩擦焊振动滑台的振后位置与第二振前位置相同；
7、所述非实时控制模块，用于基于所述实时控制信号生成非实时控制信号集，所述非实时控制信号集中包括多个具有执行优先级的控制指令，所述非实时控制模块还用于根据所述非实时控制信号集控制所述摩擦焊的运动轨迹。
8、本申请第二方面提供一种摩擦焊智能控制方法，所述方法包括：
9、采集摩擦焊的位移和加速度信息；
10、基于所述摩擦焊的位移和加速度信息预测第一时间段内的所述摩擦焊的未来轨迹，基于所述未来轨迹和所述摩擦焊的规划轨迹输出实时控制信号至所述非实时控制模块，所述实时控制信号用于控制所述摩擦焊的速度和运动方向，以使所述摩擦焊在所述第一时间段内的实际轨迹与所述摩擦焊的规划轨迹保持一致；
11、其中，所述实时控制信号至少包括第一驱动信号、第二驱动信号和第三驱动信号，所述第一驱动信号用于控制所述摩擦焊的加速度，所述第二驱动信号用于控制所述摩擦焊振动滑台的振中位置，以使所述摩擦焊振动滑台的振中位置与第一振前位置相同，所述第三驱动信号用于控制所述摩擦焊振动滑台的振后位置，以使所述摩擦焊振动滑台的振后位置与第二振前位置相同；
12、基于所述实时控制信号生成非实时控制信号集，所述非实时控制信号集中包括多个具有执行优先级的控制指令，所述非实时控制模块还用于根据所述非实时控制信号集控制所述摩擦焊的运动轨迹。
13、本申请第三方面提供一种摩擦焊智能控制设备，所述设备包括本申请第一方面提供的任一项所述装置。
14、本申请提供的摩擦焊智能控制装置、方法和设备，基于摩擦焊的位移和加速度预测摩擦焊的未来轨迹，进而根据未来轨迹与规划轨迹生成实时控制信号控制摩擦焊的速度和方向，然后基于实时控制信号生成非实时控制信号集以控制摩擦焊的运动轨迹。这样，通过摩擦焊的位移和加速度信息得到实时控制信号，并得到非实时控制信号集，进而控制摩擦焊的运动方向以及运动轨迹，由于综合了摩擦焊的位移和加速度信息，得到的实时控制信号和非实时控制信号集可以实时的对摩擦焊进行调整。一方面，在每一轮次的控制过程中，通过双控制模块的设置，利用实时控制模块实现对实时性要求较高、运算的准确性和时效性要求较高等过程的计算，利用非实时控制模块执行传输、串口、i/o口通讯控制等过程，提高了摩擦焊控制的实时性和准确性。另一方面，在每一轮的控制指令中，为了进一步提高控制的准确性，利用实时控制模块高计算能力同时计算了摩擦焊加速度偏差和摩擦焊振动台的位移偏差，摩擦焊的作业依赖振动滑台和摩擦焊共同运作实现，相较于仅控制摩擦焊的加速度，本专利技术提高了控制指令的准确性。最后，本专利技术提供的实时控制模块和非控制模块之间的交互，不存在复杂的通信协议，其主要实现的仅为指令传递的过程，即仅需要将指令进行翻译执行即可，简化了二者的通讯管理过程，提高了控制装置的适用性。
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1.一种摩擦焊智能控制装置，其特征在于，所述智能控制装置至少包括采集模块、实时控制模块以及非实时控制模块；其中，
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述基于所述未来轨迹和所述摩擦焊的规划轨迹输出实时控制信号至所述非实时控制模块，具体包括：
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述非实时控制模块，还用于识别所述实时控制信号的控制对象信息，所述控制对象信息至少包括控制对象和控制内容，基于所述控制对象信息确定所述实时控制信号的优先级，基于所述优先级将所述实时控制信号加入非实时控制信号集中，其中，所述实时控制信号在所述非实时控制信号集中的位置由所述优先级决定；
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述采集模块，具体用于利用差分输入获取摩擦焊的所述位移和加速度信息，其中，所述位移和加速度信息为模拟量；
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述采集模块包括高速AI扩展板；所述高速AI扩展板前端集成有EMC、滤波和防护电路；所述高速AI扩展板后端为高速串行通信接口；所述高速AI扩展板内部依次集成有模拟前端的ADC芯片以及
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述智能控制装置还包括高速AO扩展板，所述高速AO扩展板与所述非实时控制模块连接；
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述智能控制装置还包括监控应用程序，所述监控应用程序用于实时检测所述智能控制装置的工作数据，基于所述工作数据识别所述智能控制装置的工作状态；若所述工作状态为异常，根据所述工作数据识别所述智能控制装置的异常位置，根据异常位置和异常内容报警以提示用户。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述根据所述非实时控制信号集控制所述摩擦焊的运动轨迹之后，还包括：
9.一种应用于摩擦焊的智能控制方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1-8任一项所述的装置，所述方法包括：
10.一种应用于摩擦焊的智能控制设备，其特征在于，所述设备包括权利要求1-8任一项所述的装置。
...【技术特征摘要】
1.一种摩擦焊智能控制装置，其特征在于，所述智能控制装置至少包括采集模块、实时控制模块以及非实时控制模块；其中，
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述基于所述未来轨迹和所述摩擦焊的规划轨迹输出实时控制信号至所述非实时控制模块，具体包括：
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述非实时控制模块，还用于识别所述实时控制信号的控制对象信息，所述控制对象信息至少包括控制对象和控制内容，基于所述控制对象信息确定所述实时控制信号的优先级，基于所述优先级将所述实时控制信号加入非实时控制信号集中，其中，所述实时控制信号在所述非实时控制信号集中的位置由所述优先级决定；
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述采集模块，具体用于利用差分输入获取摩擦焊的所述位移和加速度信息，其中，所述位移和加速度信息为模拟量；
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述采集模块包括高速ai扩展板；所述高速ai扩展板前端集成有emc、滤波和防护电路；所述高速ai扩展板后端为...
【专利技术属性】
技术研发人员：原通文，谢兵兵，刘新，王宁威，韩立新，韩林洁，张溪哲，刘微，
申请(专利权)人：北京机械工业自动化研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：
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