[发明专利]一种自动化双头气动钻控制系统

摘要

本发明公开了一种自动化双头气动钻控制系统，IO接线板与数控系统电性连接；数控系统通过脉冲命令与伺服驱动器电性连接；伺服驱动器的一端通过动力配线与伺服马达电性连接；伺服驱动器的另一端通过编码器配线与伺服马达电性连接；伺服马达通过气缸传动与双头气动钻连接，数控系统内设置有脉冲命令发生器。数控系统通过对自动化双头气动钻的三维定位结果和振动信号的分析，将伺服驱动器与伺服马达连接，控制自动化双头气动钻的工作参数，提高了该系统工作的稳定性，自动化智能控制效果好。

主权项

1.一种自动化双头气动钻控制系统，其特征在于，所述自动化双头气动钻控制系统包括：变频器、IO接线板、数控系统、脉冲命令、伺服驱动器、动力配线、编码器配线、伺服马达、气缸传动和双头气动钻；所述变频器与IO接线板电性连接；所述IO接线板与数控系统电性连接；所述数控系统通过脉冲命令与伺服驱动器电性连接；所述伺服驱动器的一端通过动力配线与伺服马达电性连接；所述伺服驱动器的另一端通过编码器配线与伺服马达电性连接；所述伺服马达通过气缸传动与双头气动钻连接；所述数控系统内设置有脉冲命令发生器；所述数控系统采用A2P数控系统，并且设置有A2P‑1单轴控制器；所述自动化双头气动钻控制系统的控制方法包括以下步骤：步骤一、在自动化双头气动钻夹具上设定定位点，把矢状轴通过定位点的水平线设定为x轴；把冠状轴通过定位点的水平线设定为z轴；把垂直轴通过定位点且与水平线互相垂直的垂线设定为y轴；通过对卷积数据进行反投影后与进行归一化处理后的加权因子做乘积处理，具体包括：步骤二、通过下式获得归一化的加权因子WNorm(θ，dq)：其中，θ为当前CT球管的角度；q为检测器的排数编号，从0到h‑1，h为检测器的排数；Extratio为扩展检测器的比例；步骤三、在定位点设置十字标记，十字标记与x轴、z轴平行，十字标记的中心点和x轴、z轴的交点均与X射线中心点相吻合，移动红外定位器使红外射线中心点通过定位点；步骤四、通过加速度传感器测量获取自动化双头气动钻夹具相对于坐标系的三维加速度，通过倾角传感器测量获取所述坐标系的坐标轴与重力加速度方向的夹角，所述坐标系为以自动化双头气动钻夹具的十字标记为原点的动态坐标系，所述坐标系的原点和其坐标轴的方向随自动化双头气动钻夹具的运动而变化；步骤五、获取待检测的自动化双头气动钻夹具振动信号，对所述振动信号进行滤波处理，对滤波后的振动信号进行傅里叶变换，得到所述振动信号的频域图像；步骤六、对该频域图像进行校正获得校正数据，对校正数据进行除噪处理获得除噪数据，对除噪数据进行重排获得重排数据，对重排数据进行卷积获得卷积数据，对卷积数据进行反投影处理获得视野图像，根据视野图像获得误差图像；步骤七、获取经步骤五处理后的频域图像中振动有效频段内的最大能量值和次大能量值；步骤八、计算自动化双头气动钻夹具从静止开始，到某一时刻的初始速度，获取自动化双头气动钻夹具的初始速度；根据自动化双头气动钻夹具相对于坐标系的三维加速度和坐标系的坐标轴与重力加速度方向的夹角，以及自动化双头气动钻夹具物体的初始速度，确定自动化双头气动钻夹具在z轴与重力加速度方向反向平行的水平坐标系中的位移；对自动化双头气动钻相对于坐标系的三维加速度和所述坐标系的坐标轴与重力加速度方向的夹角每隔一个采样时间间隔采样一次；并且，确定自动化双头气动钻在水平坐标系中的位移的方法为：根据每个采样时间间隔开始时采样得到的自动化双头气动钻相对于坐标系的三维加速度和所述坐标系的坐标轴与重力加速度方向的夹角，以及所述自动化双头气动钻的初始速度，确定所述自动化双头气动钻在所述采样时间间隔结束后在水平坐标系中的位移；步骤九、加载同一条件下的若干位移序列，选取其中一个序列作为观察序列，其余序列作为定位序列；步骤十、根据所述定位序列对应的位置信息构建三维视图，获取所述观察序列与所述定位序列的相对位置关系，在三维空间定位所述观察序列，确定自动化双头气动钻夹具的三维位置。