天誉六自由度平台高精度力位混合控制技术

文章出处：6dof 人气：发表时间：2022-06-22 23:46

随着中国制造业的转型升级，对设备或大型零件的对接装配提出来越来越高的要求，尤其是在航空、航天等高尖端领域，亟需开发出高精度大承载力且多自由度的柔性对接装配设备。但是目前国内航空、航天等高尖端领域采用机械吊装、人工对接装配为主的方式。该过程效率低、精度低。人力成本极高。

产品技术特点介绍：公司根据实际市场痛点出发，研发了高精度力位混合控制六自由度平台，实现了航天、航空等尖端设备及零件的自动柔性对接，同时保证了该过程的精度要求。

天誉六自由度平台高精度力位混合控制主要技术构成：

A.设备的机械结构

运动平台

运动平台是待装配体的承载平台它与待装配体做协同运动，其运动包括空间直线移动的X、Y 和Z 轴以及做空间偏转绕 X 轴偏转的 A 轴、绕 Y 轴偏转的 B 轴和绕 Z 轴偏转的 C 轴，且六轴做空间平移或空间偏转均为联动关系。

虎克铰连

按实际需求采用非传统的等长的中心十字轴，使用用 4 只角接触轴承，两两成对使用，2 个转轴交于中心一点且交点与静平台保持静止，受力结构对称合理、刚性稳定性好，整体的精度高。

静平台

静平台是整个系统与外界固连的平台与相连接件保持相对静止，用来支撑整个系统及待装配件重量以及为运动平台的运动提供支点。

B. 产品控制设计

基于以上运动关系，设备的运动轴数多达 6 轴，既有多轴联动控制，又有模拟量的闭环控制，因此采用基于工控机和运动控制卡的开放式数控系统，即采用一台工控机通过多个运动控制卡控制所有运动控制轴，另外通过电子手轮（手摇脉冲发生器）设定机械工作原点、伺服微调与中断插入等动作。如图 3 所示。

该方案中，以运动控制器为系统控制核心，工控机作为人机界面，ADS 作为远程控制，电子手轮通过控制系统选定坐标并对坐标进行定位及补偿。因此本系统具有结构简单、可靠性高、抗干扰能力强、便于操作等优点。

C. 信息交换

实时控制信息主要是倍福的运动控制器，该控制器采用独立式的设计方式和理念，控制器本身是一个可以执行多任务程序的嵌入式系统，EtherCAT 端子模块具有各种 I/O 接口，加扩展模块后可扩充到 17 种现场总线，信号混合无限制约 400 种不同的总线端子模块可连接所有常用的传感器和执行器，通过自身内部程序编写可实现对 I/O 口信息的最为实时可靠的处理。

因此，对于实时性的信息，只要通过控制器丰富的 I/O 接口进行交换，通过多任务的用户程序进行处理，就能保证信息的及时有效。