一種針對(duì)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)到位振動(dòng)的快速減振裝置及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及抵消到位振動(dòng)裝置的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種針對(duì)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)到位振動(dòng)的快速減振裝置及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)械、電子制造裝備和工業(yè)機(jī)器人等數(shù)字化裝備的運(yùn)動(dòng)定位系統(tǒng)不斷發(fā)展，其運(yùn)動(dòng)執(zhí)彳丁機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)尚速尚精度定位的要求也不斷提尚。然而，尚速尚精度的要求使運(yùn)動(dòng)執(zhí)tx機(jī)構(gòu)到位后的振動(dòng)問(wèn)題更加突顯。高速度勢(shì)必會(huì)帶來(lái)復(fù)雜劇烈的振動(dòng)情況，而在高精度的要求下微小的甚至難以察覺(jué)的細(xì)微振動(dòng)都會(huì)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的性能帶來(lái)影響。采用主動(dòng)減振方法對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)快速穩(wěn)定的振動(dòng)抑制是一個(gè)值得研宄與探索的方向。當(dāng)今對(duì)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)到位振動(dòng)的主動(dòng)減振方法的研宄還存在著很多問(wèn)題，特別是還沒(méi)有出現(xiàn)一種減振效果明顯、減振迅速的主動(dòng)減振方法。本發(fā)明就是從運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)到位振動(dòng)的主動(dòng)減振方面出發(fā)，提出了快速準(zhǔn)確的減振方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提出一種面向機(jī)械、電子制造裝備和工業(yè)機(jī)器人等數(shù)字化裝備運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)到位振動(dòng)的快速減振裝置及其方法，利用高頻減振元件的往復(fù)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與處于到位振動(dòng)階段的執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方向相向運(yùn)動(dòng)，快速減小執(zhí)行機(jī)構(gòu)的振動(dòng)幅值，縮短執(zhí)行機(jī)構(gòu)定位的穩(wěn)定時(shí)間。
[0004]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種針對(duì)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)到位振動(dòng)的快速減振裝置，包括用于消減執(zhí)行機(jī)構(gòu)到位振動(dòng)的減振元件、用于放置所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)和所述減振元件的基座以及用于檢測(cè)并控制整個(gè)快速減振裝置運(yùn)作的工控機(jī)；
[0006]所述減振元件安裝于可移動(dòng)安裝臺(tái)并通過(guò)所述可移動(dòng)安裝臺(tái)放置于所述基座上，所述基座設(shè)置有位置測(cè)量裝置，所述位置測(cè)量裝置用于測(cè)定所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)的到位信息及其與所述減振元件的距離。
[0007]優(yōu)選的，所述減振元件為可輸出快速往復(fù)運(yùn)動(dòng)的高頻致動(dòng)元件。
[0008]優(yōu)選的，所述高頻致動(dòng)元件為壓電材料或磁致伸縮材料。
[0009]優(yōu)選的，所述減振元件通過(guò)螺釘安裝于所述可移動(dòng)安裝臺(tái)。
[0010]優(yōu)選的，安裝有所述減振元件的所述可移動(dòng)安裝臺(tái)在所述基座上并位于對(duì)所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)的到位振動(dòng)有效作用的區(qū)間內(nèi)。
[0011]優(yōu)選的，所述區(qū)間滿足以下條件:所述減振元件的安裝位置B與所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)的定位位置A間的距離d滿足LI < d < L2，其中LI由所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)的定位位置A和減振元件的輸出位移U確定，L2由所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)的最大到位振幅H確定。
[0012]優(yōu)選的，所述LI滿足以下條件:L1彡0.5A+U。
[0013]優(yōu)選的，所述L2滿足以下條件:L2彡Ho
[0014]本發(fā)明的有益效果:1、機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便捷；2、利用高頻致動(dòng)元件的往復(fù)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的到位振動(dòng)進(jìn)行抵消，能夠很好地解決運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)到位振動(dòng)問(wèn)題，減小執(zhí)行機(jī)構(gòu)振動(dòng)幅值，縮短機(jī)構(gòu)穩(wěn)定時(shí)間；3、減振方法可對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)不同情況的到位振動(dòng)(如到位振幅、到位速度、到位加速度等參數(shù)不同的情況)產(chǎn)生有效的抑制作用；4、適于各類運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的到位振動(dòng)抑制。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的原理效果圖。
[0017]其中:執(zhí)行機(jī)構(gòu)01、減振元件1、基座2、工控機(jī)3、可移動(dòng)安裝臺(tái)4、位置測(cè)量裝置5 ；
[0018]A-執(zhí)行機(jī)構(gòu)的定位位置減振元件的工作位置；d_減振元件與執(zhí)行機(jī)構(gòu)定位位置間的距離-執(zhí)行機(jī)構(gòu)的定位精度；Η-運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)到達(dá)A位置后到位振動(dòng)的最大振幅；U-高頻元件的輸出位移；K-減振元件的位置范圍；Q_減振元件輸出的減振動(dòng)作；X-執(zhí)行機(jī)構(gòu)減振后到位振動(dòng)曲線；Υ_執(zhí)行機(jī)構(gòu)減振前到位振動(dòng)曲線；L1-減振元件與執(zhí)行機(jī)構(gòu)定位位置間的最小距離；L2-減振元件與執(zhí)行機(jī)構(gòu)定位位置間的最大距離。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖并通過(guò)【具體實(shí)施方式】來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0020]一種針對(duì)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)到位振動(dòng)的快速減振裝置，包括用于消減執(zhí)行機(jī)構(gòu)01到位振動(dòng)的減振元件1、用于放置所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)01和所述減振元件I的基座2和用于檢測(cè)并控制整個(gè)快速減振裝置運(yùn)作的工控機(jī)3 ；
[0021]所述減振元件I安裝于可移動(dòng)安裝臺(tái)4并通過(guò)所述可移動(dòng)安裝臺(tái)4放置于所述基座2上，所述基座2設(shè)置有位置測(cè)量裝置5，所述位置測(cè)量裝置5用于測(cè)定所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)01的到位信息及其與所述減振元件I的距離。
[0022]如圖1所示，快速減振裝置包括代表運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)01、減振元件1、可移動(dòng)安裝臺(tái)4、工控機(jī)3、位置測(cè)量裝置5和基座2，減振元件I安裝于可移動(dòng)安裝臺(tái)3上，可移動(dòng)安裝臺(tái)3安裝在基座2上可通過(guò)調(diào)節(jié)可移動(dòng)安裝臺(tái)4在基座2上的位置來(lái)改變減振元件I與運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)01的定位位置A之間的距離d，可使減振元件I的位置位于對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)01到位振動(dòng)的有效減振范圍內(nèi)，運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)01、可移動(dòng)安裝臺(tái)3以及位置測(cè)量裝置5安裝于基座2上，位置測(cè)量裝置5既用于對(duì)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)01的到位信號(hào)作檢測(cè)，也用于檢測(cè)減振元件I工作位置B與定位位置點(diǎn)A之間的距離d。利用減振元件I的往復(fù)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與處于到位振動(dòng)階段的執(zhí)行機(jī)構(gòu)01運(yùn)動(dòng)方向相向運(yùn)動(dòng)，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)01的到位振動(dòng)進(jìn)行抵消，從而消減執(zhí)行機(jī)構(gòu)01到位時(shí)振動(dòng)能量的減振方法。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的定位信息和減振元件的定位信息由位置測(cè)量裝置5檢測(cè)并傳送信號(hào)到工控機(jī)3，如減振元件的振動(dòng)信號(hào)或可移動(dòng)安裝臺(tái)的所需移動(dòng)的信息等整個(gè)控制過(guò)程由工控機(jī)3來(lái)控制。
[0023]優(yōu)選的，所述減振元件I為可輸出快速往復(fù)運(yùn)動(dòng)的高頻致動(dòng)元件。通過(guò)高頻致動(dòng)元件輸出高頻進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，與執(zhí)行機(jī)構(gòu)OI相向運(yùn)動(dòng)，有效抑制執(zhí)行機(jī)構(gòu)OI的振動(dòng)，消減執(zhí)行機(jī)構(gòu)01的振動(dòng)能量，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)01的振幅與穩(wěn)定時(shí)間縮小，起到減振作用。
[0024]優(yōu)選的，所述高頻致動(dòng)元件為壓電材料或磁致伸縮材料。壓電陶瓷具有機(jī)械能與電能之間的轉(zhuǎn)換和