一种柔性振动平台、控制器以及控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及柔性供料设备技术领域，特别涉及一种柔性振动平台、控制器以及控制系统。


背景技术：

2.柔性送料器的工作原理是利用机械谐振和振动波传导干涉原理来达到物料向某一方向移动形成排列的过程。
3.如专利文献为cn214494733u提供了一种柔性供料系统，包括通过震动将物料进行无序的翻转柔性供料器、第一视觉设备、机械手和料盘，所述第一视觉设备设置在所述柔性供料器的正上方，所述机械手设置在所述柔性供料器、料盘之间，所述柔性供料器包括基板、音圈电机、连接杆、震动板和料仓，所述音圈电机固定在所述基板上，所述音圈电机通过所述连接杆与所述震动板连接，所述料仓固定安装在所述震动板上。
4.在上述的柔性振动供料系统中，例如：其物料向右进行移动的过程中，处于右侧的音圈电机不驱动，驱动处于左侧的音圈电机产生振动力；通过音圈电机的机械弹性与柔性振动平台机械结构配合后柔性振动平台具有一谐振频率，当音圈电机的驱动频率与之接近时，将产生明显的谐振工作状态，垂直振动力转化为部分水平侧向振动力，且该二种力具有一定相位差，实现对物料进行可控方向地移动。
5.物料在柔性振动平台的物料盘中的水平方向移动速度及平稳度与谐振状态所产生的水平侧向振动力的转化率相关，而上述的控制方式，其侧向力的转化率有限，导致物料的移动速度慢，物料跳动大，噪音大，以及物料容易摩擦碰撞等问题。


技术实现要素：

6.本实用新型解决的技术问题是针对上述现有技术中存在的缺陷，提供一种柔性振动平台的控制系统，通过所设置的感应电压检测模块和/或传感器模块对音圈电机的感应电压或者传感器获取柔性振动平台上的音圈电机附近的相位、幅度、谐波等信息，对各个音圈电机的驱动波自动进行相位修正，并将驱动波分配至各个音圈电机，以解决上述背景技术中提出的问题。
7.为解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案如下：一种柔性振动平台的控制系统，包括：感应电压检测模块和/或传感器模块，所述感应电压检测模块用于检测音圈电机的感应电压并将检测信号传输至处理模块；所述传感器模块分布于各个音圈电机，所述传感器模块用于检测音圈电机位置的x轴、y轴和z轴振动力的相位、幅度、谐波信息；处理模块，所述处理模块用于接收和处理检测信号并发出控制信号，所述处理模块包括谐振角控制单元，所述谐振角控制单元用于全局细分控制各个音圈电机的驱动相位差；驱动模块，所述驱动模块用于接收所述处理模块发出的控制信号，所述驱动模块将控制信号分配至各音圈电机。
8.进一步地，所述处理模块包括谐波抑制单元，所述谐波抑制单元用于检测来自传
感器的振动谐波成分并与基波合成叠加经过幅度调整和全局相位修正处理的谐波至所述驱动模块。
9.进一步地，所述传感器模块为三轴加速度传感器。
10.进一步地，包括料仓驱动模块，所述料仓驱动模块与所述处理模块通讯连接，所述料仓驱动模块输出控制信号至料仓振动器。
11.进一步地，包括控制模块和光源驱动模块，所述控制模块用于连接外设设备，所述控制模块与所述光源驱动模块通讯连接，所述控制模块发出控制信号至所述光源驱动模块。
12.进一步地，一种柔性振动平台的控制器，包括上述技术方案中的柔性平台的控制系统。
13.进一步地，一种柔性振动平台，包括上述技术方案中的柔性平台的控制系统。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：通过音圈电机的感应电压或者传感器获取柔性振动平台上的音圈电机附近的相位、幅度、谐波等信息，对各个音圈电机的驱动波自动进行相位修正，并将驱动波分配至各个音圈电机，优化柔性振动平台的谐振性能，将音圈电机产生的垂直方向振动力更多的转化为水平方向的振动力及对该二种振动力实现相位差控制，提高物料的移动速度，减少物料的跳动，减低噪音及物料的摩擦碰撞。
附图说明
15.图1是实施例中柔性平台的控制系统的结构框架图。
16.附图标记：1.感应电压检测模块；2.传感器模块；3.处理模块；4.谐振角控制单元；5.驱动模块；6.谐波抑制单元；7.料仓驱动模块；8.控制模块；9.光源驱动模块。
具体实施方式
17.下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。
18.通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“若干个”、“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通
过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
19.鉴于背景技术中所记载的技术问题，如图1所示，提供了一种柔性振动平台的控制系统，包括：感应电压检测模块1和/或传感器模块2，所述感应电压检测模块1用于检测音圈电机的感应电压并将检测信号传输至处理模块3；所述传感器模块2分布于各个音圈电机，所述传感器模块2用于检测音圈电机位置的x轴、y轴和z轴位置信息；处理模块3，所述处理模块3用于接收和处理检测信号并发出控制信号，所述处理模块3包括谐振角控制单元4，所述谐振角控制单元4用于处理音圈电机的相位差；驱动模块5，所述驱动模块5用于接收所述处理模块3发出的控制信号，所述驱动模块5将控制信号分配至各音圈电机。
20.为便于对本技术方案的理解，先对现有的柔性振动平台进行基础介绍。柔性振动平台的应用场合周边包括物料振动送料器，物料盘(由柔性振动平台驱动)，视觉设备，机械手以及照明设备，物料振动送料器为通过振动的方式将物料送至物料盘，视觉设备为对物料盘上的物料进行拍照，对物料的位置进行定位，机械手为对物料进行拾取，照明设备为提供照明，便于视觉设备进行获取清晰图像。物料盘上通常在四角位置安装音圈电机，主要通过音圈电机进行驱动产生振动的方式，对物料进行左移、右移、上移、下移、聚拢以及打散等操作。
21.以下，对现有的技术缺陷进行剖析，现有的柔性振动平台的运行模式之以物料右移的动作作为例子进行讲解，对物料盘的左侧的音圈电机进行驱动产生振动力，而物料盘的右侧的音圈电机不驱动，当驱动音圈电机的波形频率与柔性振动平台谐振频率接近时，平台处于谐振工作状态。在对物料进行水平移动运动时，对于柔性振动平台的音圈电机而言，音圈电机产生为垂直方向上的振动力，如若物料需进行可控方向的水平移动，仅仅垂直方向的振动力是难以实现的，还需受到水平侧向力的作用，物料方可进行水平移动。而上述可看到单靠机械结构阻尼转化为水平方向侧向力的转化力有限，物料的垂直方向上的力残存较大，从而导致物料的移动速度慢，物料跳动较大，噪音大，物料之间过多摩擦碰撞等问题。
22.对此，本技术方案中其主要目的是通过所设置的感应电压检测模块和/或传感器模块对音圈电机的感应电压或者传感器获取柔性振动平台上的音圈电机附近的相位、幅度、谐波等信息，对各个音圈电机的驱动波自动进行相位修正，并将驱动波分配至各个音圈电机通过该方式，能有效提高物料的移动速度，降低物料的跳动，减少噪音以及减少物件之间的摩擦碰撞。
23.实施例1：感应电压检测模块1的作用用于检测感应音圈电机在振动过程中产生的感应电压，从而能够确定音圈电机之间的相位差(例如左移过程，则为物料盘左侧音圈电机与右侧音圈电机的相位差)，同时，还可通过该感应电压获得垂直方向的振动力，间接得到水平方向振动力的转化率，循环进行相位差调整，以最佳相位差则对应最佳的侧向力的转化率。再通过处理模块3中的谐振角控制单元4对检测信号进行处理，从而合成驱动波形通过驱动模块5进行分配至各个音圈电机位置进行驱动，从而达到对物料移动的谐振状态，提高物料的运动速度，降低物料的跳动，减少噪音以及减少物件之间的摩擦。
24.实施例2：传感器模块2用于安装在物料平台的音圈位置，用于检测音圈电机位置的x轴、y轴和z轴位置信息，通过检测x轴、y轴和z轴的位置信息，能够确定音圈电机之间的相位差(例如左移过程，则为物料盘左侧音圈电机与右侧音圈电机的相位差，例如对角移动过程中，一角的音圈电机和另外三角的音圈电机的相位差)，传感器模块2与感应电压检测模块1的区别在于传感器模块2能够实时进行检测并传输检测信号，而感应电压检测模块1只可用于调试及半自动调整，无法快速精准地调整。通过检测x轴、y轴和z轴的振动幅度信息，通过处理模块3中的谐振角控制单元4对检测信号进行处理，从而合成驱动波形通过驱动模块5进行分配至各个音圈电机位置进行驱动，从而主动改变柔性震动平台的谐振性能，增大侧向力的转化率，控制振动力的相位差。提高对物料的移动速度，降低物料的跳动，减少噪音以及减少物件之间的摩擦碰撞。
25.然而，在实际的使用中，由于平台的振动力传导、反射叠加、反射衰减等循环相互的作用，在物料盘上产生不利于对物料移动的振动谐波，导致物料跳动、移动速度不均匀或者出现物料在物料盘的某个位置本应向左移动，反而出现向右移动的情况发生。
26.针对上述的情况，所提出的技术方案为谐波抑制功能，对于谐振角控制单元4中其本身通过改变平台的谐振性能的同时也具有一定的谐波抑制能力，因为所有音圈电机在同时驱动，则音圈电机受到更多的电磁作用力，等同于增大了机械阻尼，且该阻尼可受控于驱动波形，所以能够一定程度上抑制不利谐波的产生。
27.实施例3，作为更进一步的技术方案，处理模块3包括谐波抑制单元6，所述谐波抑制单元6用于检测谐波成分、幅度、相位并产生可相移控制的补偿谐波与基波合成的驱动波形至所述驱动模块5。
28.当采用感应电压检测模块1时，感应电压检测模块1能够检测垂直振动力的幅度及谐波，通过将检测信号传输至处理模块3的谐波抑制单元6，谐波抑制单元6进行谐波合成后，将驱动波形经由驱动模块5输出至各个音圈电机。
29.实施例4，当采用传感器模块2时，传感器模块2能够获取物料盘的各个音圈电机位置附近的x轴、y轴和z轴的振动幅度、相位、谐波成分信息，将检测信号传输至处理模块3的谐波抑制单元6，谐波抑制单元6进行谐波补偿叠加合成后，将驱动波形经由驱动模块5输出至各个音圈电机。进而，传感器模块2循环上述操作，从而实现实时自动调整，获得最佳的侧向力转换率及更合适的相位差，提高对物料的移动速度，降低物料的跳动，减少噪音以及减少物料之间的摩擦碰撞。
30.在实施中，所述传感器模块2为三轴加速度传感器。
31.实施例5，同样的，也可工作于无感应电压检测及无传感器模式，即手动参数配置运行模式，手动对各个音圈电机驱动波形独立地对相位、幅度等主要驱动参数精细调节，即谐振角度、谐振量控制。
32.进一步的该柔性振动平台的控制系统包括料仓驱动模块7，所述料仓驱动模块7与所述处理模块3通讯连接，所述料仓驱动模块7输出控制信号至料仓振动器。鉴于料仓振动器亦采用振动设备进行振动送料，为了控制振动送料的速度，从而通过增加料仓驱动模块7对料仓振动器进行控制。
33.该柔性振动平台的控制系统包括控制模块8和光源驱动模块9，所述控制模块8用于连接外设设备，所述控制模块8与所述光源驱动模块9通讯连接，所述控制模块8发出控制
信号至所述光源驱动模块9。
34.一种柔性振动平台的控制器，采用上述技术方案中的柔性振动平台的控制系统。
35.一种柔性振动平台，采用上述技术方案中的采用柔性振动平台的控制系统。
36.以上并非对本实用新型的技术范围作任何限制，凡依据本实用新型技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。