板形工件包边装置的上料臂摆臂控制系统

IPC分类号 : G05D3/12

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CN201811301361.4

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专利摘要

一种板形工件包边装置的上料臂摆臂控制系统，由比较环节上料臂运行控制环节Cα、上料臂摆角控制驱动环节Drα、上料臂逆变触发模块Gα、上料臂逆变执行模块Aα、上料臂旋摆电机Mα和上料臂摆角信号处理模块DTα构成。上料臂给定摆角信号αR与上料臂摆角反馈信号α在中比较，产生上料臂转角偏差信号△α；经Cα计算处理，△α转换成为上料臂摆角控制信号αC；经Drα放大，αC成为上料臂运行驱动信号αDr，在Gα、Aα的级联环节Gα‑Aα，αDr触发PWM三相逆变桥，向上料臂旋摆电机输出三相驱动电流——iαA、iαB和iαC，该电流驱动Mα，转换产生上料臂摆角输出信号αout；经DTα检测、反馈，αout以α引入

权利要求

1.一种板形工件包边装置的上料臂摆臂控制系统，由比较环节上料臂运行控制环节Cα、上料臂摆角控制驱动环节Drα、上料臂逆变触发模块Gα、上料臂逆变执行模块Aα、上料臂旋摆电机Mα和上料臂摆角信号处理模块DTα构成，其特征是：

上料臂给定摆角信号αR与上料臂摆角反馈信号α在存储于控制器芯片U的比较环节中比较，产生上料臂转角偏差信号△α；经存储于控制器芯片U的上料臂运行控制环节Cα计算处理，上料臂转角偏差信号△α转换成为上料臂摆角控制信号αC；经存储于控制器芯片U的上料臂摆角控制驱动环节Drα放大，上料臂摆角控制信号αC成为上料臂运行驱动信号αDr，在上料臂逆变触发模块Gα、上料臂逆变执行模块Aα的级联环节Gα-Aα，上料臂运行驱动信号αDr触发PWM三相逆变桥，向上料臂旋摆电机输出三相驱动电流，即上料臂旋摆电机A相驱动电流iαA、上料臂旋摆电机B相驱动电流iαB和上料臂旋摆电机C相驱动电流iαC，上料臂旋摆电机A相驱动电流iαA、上料臂旋摆电机B相驱动电流iαB和上料臂旋摆电机C相驱动电流iαC驱动上料臂旋摆电机Mα，转换产生上料臂摆角输出信号αout；经上料臂摆角信号处理模块DTα检测、反馈，上料臂摆角输出信号αout以上料臂摆角反馈信号α引入比较环节

上料臂给定摆角信号αR在比较环节中依如下逻辑给定：如果α＝α0→αR赋值α1；如果α＝α1→αR赋值α0；比较环节的传函模型为：△α＝αR-α；

上料臂运行控制环节Cα的传函模型为：上料臂摆角控制信号αC脉宽ταC依控制触发脉冲单位计算周期占空比ταC(k+1)＝△α(k)[1-(πnαeRαWα/(9.8TCαPα))k]近似计算，其中nαe为上料臂旋摆电机Mα的计算转数，Rα为上料臂的计算臂长，Wα为上料臂的惯量计算常数，TCα为由试验得出的上料臂旋摆电机Mα结构常数，Pα为上料臂旋摆电机Mα的计算功率，k为单位计算周期次第数；

上料臂摆角控制驱动环节Drα的传函模型为：上料臂运行驱动信号αDr依120度相角差分出A、B、C三相控制触发脉冲αDrA、αDrB、αDrC，每相控制触发脉冲脉宽ταDr按单位计算周期占空比ταDr(k+1)＝KααC(k)/nαe近似计算，其中Kα为上料臂旋摆电机Mα的转角比例系数，由试验和计算得出。

2.根据权利要求1所述的板形工件包边装置的上料臂摆臂控制系统，其特征是：

B相正驱动光耦LCBP、C相正驱动光耦LCCP、A相正驱动光耦LCAP、B相负驱动上拉电阻RBN、C相负驱动上拉电阻RCN、A相负驱动上拉电阻RAN、B相负驱动光耦LCBN、C相负驱动光耦LCCN和A相负驱动光耦LCAN组成上料臂逆变触发模块Gα；B相正驱动光耦LCBP输出端正极、C相正驱动光耦LCCP输出端正极和为A相正驱动光耦LCAP输出端正极均连接到系统工作电源正极端EP，B相正驱动光耦LCBP输出端负极、C相正驱动光耦LCCP输出端负极和A相正驱动光耦LCAP输出端负极分别连接到B相开关正极MOSFET QBP的栅极、C相开关正极MOSFET QCP的栅极和A相开关正极MOSFET QAP的栅极；B相负驱动上拉电阻RBN的一端、C相负驱动上拉电阻RCN的一端和A相负驱动上拉电阻RAN的一端系统工作电源正极端EP，B相负驱动上拉电阻RBN的另一端、C相负驱动上拉电阻RCN的另一端和A相负驱动上拉电阻RAN的另一端分别连接到B相负驱动光耦LCBN的输出端正极、C相负驱动光耦LCCN的输出端正极和A相负驱动光耦LCAN的输出端正极，B相负驱动光耦LCBN的输出端负极、C相负驱动光耦LCCN的输出端负极和A相负驱动光耦LCAN的输出端负极分别连接到B相开关负极MOSFET QBN的栅极、C相开关负极MOSFET QCN的栅极和A相开关负极MOSFET QAN的栅极；

A相开关正极MOSFET QAP、B相开关正极MOSFET QBP为、C相开关正极MOSFET QCP、A相开关负极MOSFET QAN、B相开关负极MOSFET QBN、C相开关负极MOSFET QCN组成上料臂逆变执行模块Aα；A相开关正极MOSFET QAP的漏极、C相开关正极MOSFET QCP的漏极和B相开关正极MOSFETQBP的漏极均连接到系统工作电源正极端EP，A相开关正极MOSFET QAP的源极、C相开关正极MOSFET QCP的源极和B相开关正极MOSFET QBP的源极分别连接到A相绕组WA的首端、C相绕组WC的首端和B相绕组WB的首端；A相开关负极MOSFET QAN的漏极、C相开关负极MOSFET QCN的漏极和B相开关负极MOSFET QBN的漏极分别连接到A相绕组WA的首端、C相绕组WC的首端和B相绕组WB的首端，A相开关负极MOSFET QAN的源极、C相开关负极MOSFET QCN的源极和B相开关负极MOSFET QBN的源极均连接到系统工作电源负极端EN；

A相绕组WA、B相绕组WB和C相绕组WC为上料臂旋摆电机Mα的定子三相绕组，即上料摆臂电机定子绕组；A相绕组WA的尾端、C相绕组WC的尾端和B相绕组WB的尾端连接一点；上料摆臂电机转角传感器静部对应上料摆臂电机转角传感器动部装设，以取得转角脉冲信号；

两级顺向连接的反相器组成上料臂摆角信号处理模块DTα；最后一级反相器的输出端作为上料臂摆角反馈信号接线端Pα，最前一级反相器的输入端连接到上料摆臂电机转角传感器静部的信号输出端；上料摆臂电机转角传感器静部的正极电源端和接地端分别连接到系统控制电路电源正极端E和接地；反相器芯片的正极电源端连接到系统控制电路电源正极端E，反相器芯片的负极电源端接地。

3.根据权利要求1所述的板形工件包边装置的上料臂摆臂控制系统，其特征是：

上料臂摆角反馈信号接线端Pα通过上料臂摆角反馈信号耦合电阻RPF连接到控制器芯片U的PA2引脚；下料臂摆角反馈信号接线端Pβ通过下料臂摆角反馈信号耦合电阻RPB连接到控制器芯片U的PA3引脚；下料臂摆角取、放料位信号接线端Pβ连接到控制器芯片U的PA6引脚；A相正极触发信号下拉电阻RAP0的一端、B相正极触发信号下拉电阻RBP0的一端、C相正极触发信号下拉电阻的一端、A相负极触发信号下拉电阻的一端、B相负极触发信号下拉电阻的一端和C相负极触发信号下拉电阻的一端分别连接到控制器芯片U的PC5、PC4、PC3、PC2、PC1和PC0引脚，A相正极触发信号下拉电阻RAP0的另一端、B相正极触发信号下拉电阻RBP0的另一端、C相正极触发信号下拉电阻的另一端、A相负极触发信号下拉电阻的另一端、B相负极触发信号下拉电阻的另一端和C相负极触发信号下拉电阻的另一端分别连接到A相正驱动光耦LCAP、B相正驱动光耦LCBP、C相正驱动光耦LCCP、A相负驱动光耦LCAN、B相负驱动光耦LCBN和C相负驱动光耦LCCN的输入端正极；A相正驱动光耦LCAP、B相正驱动光耦LCBP、C相正驱动光耦LCCP、A相负驱动光耦LCAN、B相负驱动光耦LCBN和C相负驱动光耦LCCN的输入端负极均接地。

说明书

技术领域

本发明涉及一种对平板形工件进行侧边包贴的方法。

背景技术

在许多平板形产品生产线中，都有一道对平板形工件进行侧边包贴的工序，尤其是电路板生产企业。这类生产工序是：用专用胶带将平板形工件全周边包贴起来。目前该类工序均为人工完成，其结果是包贴状态一致性差，且有不等部位的偏贴、褶皱、漏隙等缺陷。对于通常的大、重板件，人工操作困难更大。这对于相关产品生产线是个严重影响流程的瓶颈，掣肘整个生产过程自动化。这就亟待研发一种能够保证包贴状态一致性且取代重体力人工操作的自动化方法，以实现整个生产过程的自动化。

发明内容

为解决包贴状态一致性差，偏贴、褶皱、漏隙等缺陷和人工包贴操作笨重等困难，本发明提供一种板形工件包边装置的上料臂摆臂控制系统，由比较环节上料臂运行控制环节Cα、上料臂摆角控制驱动环节Drα、上料臂逆变触发模块Gα、上料臂逆变执行模块Aα、上料臂旋摆电机Mα和上料臂摆角信号处理模块DTα构成。上料臂给定摆角信号αR与上料臂摆角反馈信号α在中比较，产生上料臂转角偏差信号△α；经Cα计算处理，△α转换成为上料臂摆角控制信号αC；经Drα放大，αC成为上料臂运行驱动信号αDr，在Gα、Aα的级联环节Gα-Aα，αDr触发PWM三相逆变桥，向上料臂旋摆电机输出三相驱动电流——iαA、iαB和iαC，该电流驱动Mα，转换产生上料臂摆角输出信号αout；经DTα检测、反馈，αout以α引入

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

板形工件包边装置的上料臂摆臂控制系统由比较环节上料臂运行控制环节Cα、上料臂摆角控制驱动环节Drα、上料臂逆变触发模块Gα、上料臂逆变执行模块Aα、上料臂旋摆电机Mα和上料臂摆角信号处理模块DTα构成。

上料臂给定摆角信号αR与上料臂摆角反馈信号α在存储于控制器芯片U的比较环节中比较，产生上料臂转角偏差信号△α；经存储于控制器芯片U的上料臂运行控制环节Cα计算处理，上料臂转角偏差信号△α转换成为上料臂摆角控制信号αC；经存储于控制器芯片U的上料臂摆角控制驱动环节Drα放大，上料臂摆角控制信号αC成为上料臂运行驱动信号αDr，在上料臂逆变触发模块Gα、上料臂逆变执行模块Aα的级联环节Gα-Aα，上料臂运行驱动信号αDr触发PWM三相逆变桥，向上料臂旋摆电机输出三相驱动电流——上料臂旋摆电机A相驱动电流iαA、上料臂旋摆电机B相驱动电流iαB和上料臂旋摆电机C相驱动电流iαC，上料臂旋摆电机A相驱动电流iαA、上料臂旋摆电机B相驱动电流iαB和上料臂旋摆电机C相驱动电流iαC驱动上料臂旋摆电机Mα，转换产生上料臂摆角输出信号αout；经上料臂摆角信号处理模块DTα检测、反馈，上料臂摆角输出信号αout以上料臂摆角反馈信号α引入比较环节

上料臂给定摆角信号αR在比较环节中依如下逻辑给定：如果α＝α0→αR赋值α1；如果α＝α1→αR赋值α0。比较环节的传函模型为：△α＝αR-α。

本发明的有益效果是：一种可以高效支持并实现平板形工件侧边包贴的设备成套系统。它使得平板形工件侧边包贴在较宽的规格范围可设定、调节，并能在多给定值下保持稳定，并克服了人工操作不可靠、不可控等缺陷。特别对于批量包贴，能快速完成，远远超过人工工作速度；而且同时大大节省了人工、人力。系统以紧凑、简洁的结构实现了平板形工件侧边包贴，其控制系统结构化、系统化程度高，易于调整；极易形成性价比高的成套设备系统。整体易于批量生产；系统维护、维修简便易行。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的一个实施例—板形工件包边方法俯视示意图。

图2是板形工件包边装置结构主视图。

图3是上料机构的剖视图。

图4是上料摆转系统的放大-驱动-执行-转角检测电路图。

图5是板形工件包边系统操作、控制电路图。

图6是上料臂取、放料角位放大、操作电路图。

图7是板形工件包边装置的上料臂控制系统框图。

在图1～2中：1.基台，2.下料机构，3.包成件，4.下料车，5.上料车，6.待包件，7.上料机构，8.馈带机构，9.工件。α00为上料臂摆角取料位，α10为上料臂摆角放料位；β00为下料臂摆角放料位，β10为下料臂摆角取料位。

在图2～7中：1.1.旋座，1.2.测数器，1.3.主电机，1.4.操作盘，2.1.下料气管，2.2.下料臂，2.3.下料柱，2.4.下料伸缩杆，2.5.下料吸盘，7.1.上料气管，7.2.上料臂，7.3.上料柱，7.4.上料伸缩杆，7.5.上料吸盘，8.1.导带轮，8.2托带轴，8.3.胶带卷，8.4.托带盘，8.5.端坐盘，8.6.摇臂电缆，8.7.摇臂电机，8.8.摇臂，8.9.弹臂，8.10.连臂，8.11.切头驱动线圈，8.12.连杆，8.13.电热电缆，8.14.切头，8.15.切刀。

在图3～7中：7.2.9.伸缩电机定子绕组，7.2.10.伸缩线缆，7.2.11.管线道；7.3.10.定子磁轭盘环，7.3.11.摆臂线缆；7.4.9.电感线圈，7.4.10.轴承；7.5.2.内支架，7.5.3.内涡流环，7.5.4.密封套，7.5.5.外支架，7.5.6.外涡流环。

在图4～7中：LCBP为B相正驱动光耦，LCCP为C相正驱动光耦，LCAP为A相正驱动光耦；RBN为B相负驱动上拉电阻，RCN为C相负驱动上拉电阻，RAN为A相负驱动上拉电阻；LCBN为B相负驱动光耦，LCCN为C相负驱动光耦，LCAN为A相负驱动光耦；Gα为上料臂逆变触发模块。QAP为A相开关正极MOSFET，QBP为B相开关正极MOSFET，QCP为C相开关正极MOSFET；QAN为A相开关负极MOSFET，QBN为B相开关负极MOSFET，QCN为C相开关负极MOSFET；Aα为上料臂逆变执行模块。WA为A相绕组，WB为B相绕组，WC为C相绕组；Mα为上料臂旋摆电机。E为系统控制电路电源正极端，Pα为上料臂摆角反馈信号接线端；DTα为上料臂摆角信号处理模块。

在图5～7中：RP为控制电路工作指示电阻，DP为控制电路工作指示LED；KM为控制系统启动键，RKM为启动信号缓冲电阻，CKM为启动信号缓冲电容；Sn为主电机转角检测-反馈环节，Pn为主电机转角反馈信号接线端；RM为转角反馈信号耦合电阻，RPF为上料臂摆角反馈信号耦合电阻，RPB为下料臂摆角反馈信号耦合电阻；Cp1为第一自激电容，Cp2为第二自激电容，Cf为晶振；U为控制器芯片；PαN为上料臂摆角取、放料位信号接线端，PβN为下料臂摆角取、放料位信号接线端；RAP0为A相正极触发信号下拉电阻，RBP0为B相正极触发信号下拉电阻，RCP0为C相正极触发信号下拉电阻，RAN0为A相负极触发信号下拉电阻，RBN0为B相负极触发信号下拉电阻，RCN0为C相负极触发信号下拉电阻；Pn3为主电机转到3位信号接线端，Pn2为主电机转到2位信号接线端，Pn1为主电机转到1位信号接线端，PnC为主电机转角控制信号接线端；RPW为馈带机构操控信号下拉电阻，RPW为下料杆操控信号下拉电阻，RNTF为上料杆下伸操控信号下拉电阻，RPTF为上料杆上缩操控信号下拉电阻；LCPW为馈带机构操控信号光耦，LCPTF为上料杆上缩操控信号光耦，LCNTF为上料杆下伸操控信号光耦；RR1为重置信号上拉电阻，RR2为重置信号缓冲电阻，CR为重置信号缓冲电容，KR为控制器重置按键。

在图6～7中：Dβ为下料臂摆角取、放料位继电器续流二极管，Jβ为下料臂摆角取、放料位继电器电磁线圈，Rβ为下料臂摆角取、放料位位信号下拉电阻，LCβ为下料臂摆角取、放料位位信号光耦。

在图7中：αR为上料臂给定摆角信号，△α为上料臂转角偏差信号，Cα为上料臂运行控制环节，αC为上料臂摆角控制信号，Drα为上料臂摆角控制驱动环节，αDr为上料臂运行驱动信号，iαA为上料臂旋摆电机A相驱动电流，iαB为上料臂旋摆电机B相驱动电流，iαC为上料臂旋摆电机C相驱动电流，αout为上料臂摆角输出信号，α为上料臂摆角反馈信号。

具体实施方式

在图1所示的本发明的一个实施例—板形工件包边方法俯视示意图中：板形工件包边方法所述的总体配置包括基台1、下料机构2、包成件、下料车4、上料车5、待包件6、上料机构7、馈带机构8和被包件9。基台1作为系统总体装置的主体工作台、机箱体和工作、承载面，坐落于工作场中间偏右处。下料机构2作为系统装置工作的包成件抓持、转移、下放机构，装配于基台1上面的左端。包成件3作为系统装置工作的对象—已包边完成工件，由下料机构2抓持、转移、下放，依次置于下料车4内。下料车4作为承载、运送包成件3的转运设备，暂停于基台1的左侧，处于待装载定位位置。上料车5作为承载、运送待包件6的转运设备，暂停于基台1的外侧，处于待卸载定位位置。待包件6作为系统装置工作的对象—待包边工件，依次由上料机构7抓持、转移、下放，按压于基台1上面中部的工作位。上料机构7作为系统装置工作的待包件抓持、转移、下放、按压机构，装配于基台1上面的右外端。馈带机构8作为包边胶带的馈送机构，装配于基台1上面的上料机构7右侧。被包件9作为正在被包边的工件，由上料机构7抓持、转移、下放，按压于基台1上面中部的工作位。

在图1所示的本发明的一个实施例—板形工件包边方法俯视示意图和图2所示的板形工件包边装置结构主视图中：

基台1为系统总体装置的主体工作台、机箱体和工作、承载面。旋座1.1作为承载并带动被包件9旋转的机件，通过其配轴孔与主轴，即主电机1.3的输出轴紧固配接。测数器1.2作为感知、检测、传送旋座1.1转角的器件，根植安装于基台1上面的主电机1.3右侧，旋座1.1下方，其上端与旋座1.1下面留有3mm距离。主电机1.3作为系统装置工作的主动力和系统执行器件，嵌装于基台1的中部偏左位，其输出轴与旋座1.1配接。操作盘1.4作为系统工作的人机交互键盘操作面，以抽拉结构内嵌装配于基台1内侧偏右的槽室内。

下料气管2.1作为为下料吸盘2.5取得负压的抽气管线，引自下料吸盘2.5，穿过下料伸缩杆2.4，再穿入下料臂2.2、下料柱2.3和基台1，引到抽气系统。下料臂2.2作为下料机构2的转移运动悬臂梁机构，首端作为转轴端装配于的下料柱2.3顶部，尾端作为工作端装配有下料伸缩杆2.4。下料柱2.3作为下料机构2的主支撑结构，上端装配下料臂2.2，下端安装于基台1的左端中部。下料伸缩杆2.4作为下料机构2的提起、下放机构，装配于下料臂2.2的工作端，下端装配下料吸盘2.5。下料吸盘2.5作为下料机构2的抓持、转移、下放的终端机件，为柔性材料伞形机构，以其顶端装配于下料伸缩杆2.4的下端。

上料气管7.1作为为上料吸盘7.5取得负压的抽气管线，引自上料吸盘7.5，穿过上料伸缩杆7.4，再穿入上料臂7.2、上料柱7.3和基台1，引到抽气系统。上料臂7.2作为上料机构7的转移运动悬臂梁机构，为铁质材料制成，其首端作为转轴端装配于的上料柱7.3顶部，尾端作为工作端装配有上料伸缩杆7.4。上料柱7.3作为上料机构7的主支撑机构，上端装配上料臂7.2，上端安装于基台1的右端外部。上料伸缩杆7.4作为上料机构7的提起、下放、按压机构，装配于上料臂7.2的工作端，下端装配上料吸盘7.5。上料吸盘7.5作为上料机构7的抓持、转移、下放按压的终端机件，为柔性材料伞形机构，以其顶端装配于上料伸缩杆7.4的下端。

导带轮8.1作为导引包边胶带的倒转机构，为车有轮边凹槽的轮盘件，装配于端座盘8.5的左内端。托带轴8.2作为馈带机构的定位轴，为托带盘8.4的中轴凸出部，用于定位套配胶带卷8.3，与胶带卷8.3的套配孔构成转动配合。胶带卷8.3作为包边所用胶带材料的商品件，为带有中轴套配孔的圆盘结构，以套配孔套配托带轴8.2，平放在托带盘8.4的上面。托带盘8.4作为定位承托胶带卷8.3的部件，为制有托带轴8.2的圆盘，圆盘体连同托带轴8.2一体的中轴位，套制有上端不透的轴套孔；通过该轴套孔，托带盘8.4与端座盘8.5构成转动配合。端座盘8.5作为馈带机构8的终端基盘，外侧中位向外延伸出弹臂8.9，上面右内角位装配托带盘8.4，上面左内角位装配导带轮8.1，下面中部偏左外位安装切头驱动线圈8.11。摇臂电缆8.6作为电热电缆8.13和弹臂8.9压力信号线的线缆束，从基台1的上料柱7.3和摇臂电机8.7之间内侧位引出，引入摇臂8.8的线缆孔道。摇臂电机8.7作为馈带机构8的驱动器件和系统执行终端，安装于基台1的右外端，即上料柱7.3右侧。摇臂8.8作为馈带机构8的驱动主臂，首端紧固装配于摇臂电机8.7的输出轴端，尾端装配弹臂8.9和连臂8.10。弹臂8.9作为馈带机构8的弹性驱动次臂，首端装配在摇臂8.8的尾端，尾端与端座盘8.5连为一体。连臂8.10作为馈带机构8的分力驱动次臂，首端装配在摇臂8.8的尾端，尾端与连杆8.12的尾端铰链配合。切头驱动线圈8.11作为切带机构的电磁驱动器件和系统执行终端，安装于端座盘8.5下面中部的偏左外位。连杆8.12作为馈带机构8的分力转向摇臂，首端铰链装配在端座盘8.5左内侧的下方，基台1的内边沿上面，操作盘1.4槽室的紧右侧。电热电缆8.13作为切刀8.15的电热驱动线缆，从摇臂8.8的线缆孔道尾口引出，下伴贴敷弹臂8.9、端座盘8.5，沿切头驱动线圈8.11的外侧引入切头8.14。切头8.14作为切刀8.15的动作摆臂，尾端上面安装切刀8.15，下面引入电热电缆8.13并支撑电热电缆8.13与切刀8.15的电气连接。切刀8.15作为切割胶带的工作结构，由电热丝裹绕支撑主体形成，电热丝的两端穿过切头8.14与电热电缆8.13的两端分别连接；切刀8.15的支撑主体由耐热绝缘材料制成，以其根部装配于切头8.14的尾端。

在图3所示的上料机构的剖视图中：

上料气管7.1引自引到抽气系统，穿越上料柱7.3中的上料柱管线孔道7.3.1、上料柱管线线腔7.3.9，经由上料臂7.2中的上料臂管线腔7.2.1、管线道7.2.11，跨经上料管线槽7.7，跨越上料臂7.2的尾段，穿入上料杆管线孔道7.6，最后以上料杆气管直段7.1.1引入上料吸盘7.5。上料臂7.2的首端装配有摆臂驱动电机转子和上料轴承7.2.6外圈，镗有上料臂管线腔7.2.1；首段制有管线道7.2.11；中段铣有上料管线槽7.7；尾端装配有上料伸缩杆7.4和伸缩电机定子绕组7.2.9。上料柱7.3上端装配有摆臂驱动电机定子和上料轴承7.2.6，镗有上料柱管线线腔7.3.9；全段镗有上料柱管线孔道7.3.1。上料吸盘7.5为柔性材料伞形机构，以其顶端通过上料连接器7.5.1与上料伸缩杆7.4配合连接。上料杆管线孔道7.6套制于上料伸缩杆7.4的中轴位，上端固结上料气管架箍7.4.4用以紧固上料杆气管直段7.1.1上端及其所伴敷的上料信号电缆7.4.7，下端制有内收沿套箍用以紧固上料杆气管直段7.1.1下端及其所伴敷的上料信号电缆7.4.7。上料管线槽7.7挖制在上料臂7.2的上顶中段，首端与上料臂7.2内的管线道7.2.11贯通，尾端与上料臂7.2的上顶面曲面过渡并有伸缩线缆7.2.10从过渡面底部穿向上料臂7.2尾端的伸缩电机定子绕组7.2.9。

上料杆气管直段7.1.1深入装配在上料伸缩杆7.4内的上料杆管线孔道7.6中心，其上端通过上料气管架箍7.4.4固结在上料杆管线孔道7.6的上端，下端紧固在上料杆管线孔道7.6下端的内收沿套箍中，一路伴敷有上料信号电缆7.4.7。磁敏电阻7.2.0装嵌于上料臂7.2的尾端下壁，伸缩杆滑壁7.4.3口外的一侧；磁敏电阻7.2.0的引线引向并旁敷伸缩电机定子绕组7.2.9，再并入伸缩线缆7.2.10。上料臂管线腔7.2.1镗制于上料臂7.2的首端，为摆臂驱动电机转子的内芯腔，呈喇叭口形结构，大口向上并与上料臂7.2的管线道7.2.11圆滑贯通。上料摆臂电机转子N极片与上料摆臂电机转子S极片7.2.4一一相间固贴在与上料臂7.2首端的摆臂驱动电机转子磁轭槽环位内，磁极面朝下。上料摆臂电机转子S极片7.2.4与上料摆臂电机转子N极片7.2.3一一相间固贴在上料臂7.2首端的摆臂驱动电机转子磁盘槽环位内，磁极面朝下。上料摆臂电机转角传感器动部7.2.7为光删编码结构器件，沿上料臂轴承外座7.2.8下面圆环面外环的首侧半圆环贴敷，呈半圆弧形。上料臂轴承外座7.2.8为转子磁轭内沿7.2.5环面的内环线向下凸起结构，下沿内扣以与上料臂轴承上部7.2.2的外沿及其之间的侧壁扣封上料轴承7.2.6的外圈。

伸缩电机定子绕组7.2.9作为伸缩电机定子磁力的驱动器件，为绕制于高强度聚酯材料环槽盒内的高强度电磁线线圈，整体为螺线管圆盘柱结构，线圈两端引出并入伸缩线缆7.2.10。伸缩线缆7.2.10作为伸缩电机定子绕组7.2.9驱动电缆，在上料柱管线孔道7.3.1的上段与摆臂线缆7.3.11分离，与上料信号电缆7.4.7一并，沿路伴敷上料气管7.1，经由上料柱管线线腔7.3.9、上料臂管线腔7.2.1和管线道7.2.11，从管线道7.2.11的尾口与上料气管7.1和上料信号电缆7.4.7分离，沿上料管线槽7.7敷走，在上料管线槽7.7尾端的过渡曲面底部引入上料臂7.2尾段线缆孔道，穿向上料臂7.2尾端的伸缩电机定子绕组7.2.9接线端。管线道7.2.11作为上料气管7.1及所伴敷伸缩线缆7.2.10和上料信号电缆7.4.7在上料臂7.2中穿行的通道，配制于上料臂7.2的首段；其首端与上料臂管线腔7.2.1的尾端贯通，尾端开口与上料管线槽7.7的首端贯通。

上料柱管线孔道7.3.1镗制于上料柱7.3中轴位并与上料柱7.3同轴，其上端口与上料柱管线线腔7.3.9的底端口贯通并圆滑过渡。上料摆臂电机定子极靴7.3.3为矩形截面柱体；各个柱体与其根部圆盘环一体，构成电机定子磁轭；整体由剪切成形、同心盘环的高磁密硅钢片叠成。上料摆臂电机定子绕组7.3.4按三相六极依次装绕在18个上料摆臂电机定子极靴7.3.3上，并按三相六极分向连接。上料轴承滚柱7.3.6为圆台柱体结构，以大底面在上组合装配成上料轴承7.2.6。上料摆臂电机转角传感器静部7.3.7为红外LED收发组合器件，对应上料摆臂电机转角传感器动部7.2.7，装设于上料柱轴承槽环7.3.8槽底的外环外端。上料柱轴承槽环7.3.8为阶梯槽环结构；其深梯槽环镗制在外槽环，用于与上料臂轴承外座7.2.8构成松动配合；其浅梯槽环镗制在内槽环，用于紧固装配上料轴承7.2.6内圈。上料柱管线腔7.3.9镗制于上料柱7.3中轴位上端并与上料柱7.3同轴，为摆臂驱动电机转子的内芯腔，呈喇叭口形结构，大口向上并与上料臂7.2的上料臂管线腔7.2.1的下口对正、贯通，小口向下并圆滑接续上料柱管线孔道7.3.1的上端。

定子磁轭盘环7.3.10作为上料摆臂电机定子磁轭的基底结构，为矩形径切截面圆盘环体，与上料摆臂电机定子极靴7.3.3各个柱体一体，构成电机定子磁轭；整体由剪切成形、同心盘环的高磁密硅钢片叠成。摆臂线缆7.3.11作为摆臂驱动电机的驱动线和上料摆臂电机转角信号传输线的线缆束，在上料柱管线孔道7.3.1的上端从上料线缆束7.8中与伸缩线缆7.2.10和上料信号电缆7.4.7分离，穿引到摆臂驱动电机定子接线端。

上料信号电缆7.4.7在7.3.1的上端从上料线缆束7.8中分离出摆臂线缆后，与伸缩线缆7.2.10一并，一路伴敷上料气管7.1，经由上料柱管线线腔7.3.9、上料臂管线腔7.2.1和管线道7.2.11，在管线道7.2.11的尾口与伸缩线缆7.2.10分离后，伴敷上料气管7.1，跨经上料管线槽7.7，跨越上料臂7.2的尾段，穿入上料杆管线孔道7.6的上方，进入上料杆管线孔道7.6，再伴敷上料杆气管直段7.1.1穿引到上料吸盘7.5顶端的电感线圈7.4.9。

电感线圈7.4.9作为上料吸盘7.5压力信号的感知线圈和激励信号的驱动线圈，整体为圆盘环结构，套绕、紧固装配在上料伸缩杆7.4底端轴承7.4.10内圈的内环。轴承7.4.10作为上料伸缩杆7.4底端与上料吸盘7.5顶端上料连接器7.5.1配合、连接的部件，其内圈紧固装嵌在上料伸缩杆7.4的底端，外圈紧固装嵌在上料连接器7.5.1的内环。

上料连接器7.5.1为高强度合成材料制成，其上口与上料伸缩杆7.4外壁的下端，通过轴承7.4.10，构成切向滚滑动配合连接，下口底沿与上料吸盘7.5的上口顶沿紧固粘接。

内支架7.5.2作为装配、支撑、投切内涡流环7.5.3的连接结构，上端穿过上料吸盘7.5的顶壁，上顶端面与上料连接器7.5.1的下口底沿左部位紧固粘接，上端侧面与上料吸盘7.5的顶壁气密粘接，其底端面与内涡流环7.5.3外边环和外涡流环7.5.6内边环在左侧位紧固粘接；内支架7.5.2内置触压开关，开关常开接点的两接线端与内涡流环7.5.3断缝开口的两接线端分别连接。内涡流环7.5.3作为接受一级压力，产生位移使触压开关接通进而受激产生涡流的传感器件，为磷铜材料左侧位有断缝开口的圆盘环结构，以其外边环合并外涡流环7.5.6内边环在左侧位紧固粘接在内支架7.5.2的底端面；其圆盘轴心与上料伸缩杆7.4轴心重合；其断缝开口的两接线端与内支架7.5.2内置触压开关常开接点的两接线端分别连接。密封套7.5.4作为上料吸盘7.5与上料杆气管直段7.1.1下端气密连接的结构部位，为上料吸盘7.5顶口向上延伸出的圆台套筒形结构，其内壁柔性套裹上料杆气管直段7.1.1下端，从下到上与上料杆气管直段7.1.1下端的外壁构成由松至紧的切向滑动配合。外支架7.5.5作为装配、支撑、投切外涡流环7.5.6的连接结构，上端穿过上料吸盘7.5的顶壁，上顶端面与上料连接器7.5.1的下口底沿右部位紧固粘接，上端侧面与上料吸盘7.5的顶壁气密粘接，其底端面与外涡流环7.5.6内边环和内涡流环7.5.3外边环在右侧位紧固粘接；外支架7.5.5内置轻触开关，开关常开接点的两接线端与外涡流环7.5.6断缝开口的两接线端分别连接。外涡流环7.5.6作为接受二级压力，产生位移使轻触开关接通进而受激产生涡流的传感器件，为磷铜材料右侧位有断缝开口的圆盘环结构，以其内边环合并内涡流环7.5.3外边环在右侧位紧固粘接在外支架7.5.5的底端面；其圆盘轴心与上料伸缩杆7.4轴心重合；其断缝开口的两接线端与外支架7.5.5内置轻触开关常开接点的两接线端分别连接。

在图4所示的上料摆转系统的放大-驱动-执行-转角检测电路图中：

B相正驱动光耦LCBP、C相正驱动光耦LCCP、A相正驱动光耦LCAP、B相负驱动上拉电阻RBN、C相负驱动上拉电阻RCN、A相负驱动上拉电阻RAN、B相负驱动光耦LCBN、C相负驱动光耦LCCN和A相负驱动光耦LCAN组成上料臂逆变触发模块Gα。B相正驱动光耦LCBP输出端正极、C相正驱动光耦LCCP输出端正极和为A相正驱动光耦LCAP输出端正极均连接到系统工作电源正极端EP，B相正驱动光耦LCBP输出端负极、C相正驱动光耦LCCP输出端负极和A相正驱动光耦LCAP输出端负极分别连接到B相开关正极MOSFET QBP的栅极、C相开关正极MOSFETQCP的栅极和A相开关正极MOSFET QAP的栅极；B相负驱动上拉电阻RBN的一端、C相负驱动上拉电阻RCN的一端和A相负驱动上拉电阻RAN的一端系统工作电源正极端EP，B相负驱动上拉电阻RBN的另一端、C相负驱动上拉电阻RCN的另一端和A相负驱动上拉电阻RAN的另一端分别连接到B相负驱动光耦LCBN的输出端正极、C相负驱动光耦LCCN的输出端正极和A相负驱动光耦LCAN的输出端正极，B相负驱动光耦LCBN的输出端负极、C相负驱动光耦LCCN的输出端负极和A相负驱动光耦LCAN的输出端负极分别连接到B相开关负极MOSFET QBN的栅极、C相开关负极MOSFET QCN的栅极和A相开关负极MOSFET QAN的栅极。

A相开关正极MOSFET QAP、B相开关正极MOSFET QBP为、C相开关正极MOSFET QCP、A相开关负极MOSFET QAN、B相开关负极MOSFET QBN、C相开关负极MOSFET QCN组成上料臂逆变执行模块Aα。A相开关正极MOSFET QAP的漏极、C相开关正极MOSFET QCP的漏极和B相开关正极MOSFET QBP的漏极均连接到系统工作电源正极端EP，A相开关正极MOSFET QAP的源极、C相开关正极MOSFET QCP的源极和B相开关正极MOSFET QBP的源极分别连接到A相绕组WA的首端、C相绕组WC的首端和B相绕组WB的首端；A相开关负极MOSFET QAN的漏极、C相开关负极MOSFETQCN的漏极和B相开关负极MOSFET QBN的漏极分别连接到A相绕组WA的首端、C相绕组WC的首端和B相绕组WB的首端，A相开关负极MOSFET QAN的源极、C相开关负极MOSFET QCN的源极和B相开关负极MOSFET QBN的源极均连接到系统工作电源负极端EN。

A相绕组WA、B相绕组WB和C相绕组WC为上料臂旋摆电机Mα的定子三相绕组，即上料摆臂电机定子绕组7.3.4。A相绕组WA的尾端、C相绕组WC的尾端和B相绕组WB的尾端连接一点。上料摆臂电机转角传感器静部7.3.7对应上料摆臂电机转角传感器动部7.2.7装设，以取得转角脉冲信号。

两级顺向连接的反相器组成上料臂摆角信号处理模块DTα。最后一级反相器的输出端作为上料臂摆角反馈信号接线端Pα，最前一级反相器的输入端连接到上料摆臂电机转角传感器静部7.3.7的信号输出端；上料摆臂电机转角传感器静部7.3.7的的正极电源端和接地端分别连接到系统控制电路电源正极端E和接地；反相器芯片的正极电源端连接到系统控制电路电源正极端E，反相器芯片的负极电源端接地。

在图2所示的板形工件包边装置结构主视图、图3～4所示的电路图和图5所示的板形工件包边系统操作、控制电路图中：

控制电路工作指示LED DP的正极通过控制电路工作指示电阻RP连接到系统控制电路电源正极端E，控制电路工作指示LED DP的负极连接到控制器芯片U的PD0引脚。弹臂靠紧信号接线端PBP连接到控制器芯片U的PD1引脚。下料臂逆变触发模块Gβ右框中对应于上料臂逆变触发模块Gα左框中的A相正极触发信号下拉电阻RAP0的一端、B相正极触发信号下拉电阻RBP0的一端、C相正极触发信号下拉电阻RCP0的一端、A相负极触发信号下拉电阻RAN0的一端、B相负极触发信号下拉电阻RBN0的一端和C相负极触发信号下拉电阻RCN0的一端分别连接到控制器芯片U的PD2、PD3、PD4、PD5、PD6和PD7引脚。控制系统启动键KM的一端通过启动信号缓冲电阻RKM连接到控制器芯片U的PA0引脚，另一端接地；启动信号缓冲电容CKM跨接在控制器芯片U的PA0引脚与地之间。主电机转角反馈信号接线端Pn通过转角反馈信号耦合电阻RM连接到控制器芯片U的PA1引脚；上料臂摆角反馈信号接线端Pα通过上料臂摆角反馈信号耦合电阻RPF连接到控制器芯片U的PA2引脚；下料臂摆角反馈信号接线端Pβ通过下料臂摆角反馈信号耦合电阻RPB连接到控制器芯片U的PA3引脚。上料杆上缩到位信号光耦LCTF的输出端正极连接到控制器芯片U的PA4引脚，上料杆上缩到位信号光耦LCTF的输出端负极接地；下料杆上缩到位信号光耦LCTB的输出端正极连接到控制器芯片U的PA5引脚，下料杆上缩到位信号光耦LCTB的输出端负极接地。上料杆触压信号接线端PSF连接到控制器芯片U的PA6引脚；下料杆触压信号接线端PSB连接到控制器芯片U的PA7引脚。第一自激电容Cp1跨接在控制器芯片U的XTAL1引脚和地之间；第二自激电容Cp2跨接在控制器芯片U的XTAL2引脚和地之间；晶振Cf跨接在控制器芯片U的XTAL1引脚和XTAL2引脚之间。控制器芯片U的VCC引脚连接到系统控制电路电源正极端E。上料臂摆角取、放料位信号接线端PαN连接到控制器芯片U的PC7引脚；下料臂摆角取、放料位信号接线端PβN连接到控制器芯片U的PA6引脚。A相正极触发信号下拉电阻RAP0的一端、B相正极触发信号下拉电阻RBP0的一端、C相正极触发信号下拉电阻的一端、A相负极触发信号下拉电阻的一端、B相负极触发信号下拉电阻的一端和C相负极触发信号下拉电阻的一端分别连接到控制器芯片U的PC5、PC4、PC3、PC2、PC1和PC0引脚，A相正极触发信号下拉电阻RAP0的另一端、B相正极触发信号下拉电阻RBP0的另一端、C相正极触发信号下拉电阻的另一端、A相负极触发信号下拉电阻的另一端、B相负极触发信号下拉电阻的另一端和C相负极触发信号下拉电阻的另一端分别连接到A相正驱动光耦LCAP、B相正驱动光耦LCBP、C相正驱动光耦LCCP、A相负驱动光耦LCAN、B相负驱动光耦LCBN和C相负驱动光耦LCCN的输入端正极；A相正驱动光耦LCAP、B相正驱动光耦LCBP、C相正驱动光耦LCCP、A相负驱动光耦LCAN、B相负驱动光耦LCBN和C相负驱动光耦LCCN的输入端负极均接地。主电机转到3位信号接线端Pn3为、主电机转到2位信号接线端Pn2、主电机转到1位信号接线端Pn1和主电机转角控制信号接线端PnC分别连接到控制器芯片U的PB7、PB6、PB5和PB4引脚。馈带机构操控信号光耦LCPW的输入端正极、下料杆上缩操控信号光耦LCPTB的输入端正极、上料杆下伸操控信号光耦LCNTF的输入端正极和上料杆上缩操控信号光耦LCPTF的输入端正极分别通过馈带机构操控信号下拉电阻RPW、下料杆上缩操控信号下拉电阻RRPB、上料杆下伸操控信号下拉电阻RNTF和上料杆上缩操控信号下拉电阻RPTF连接到控制器芯片U的PB3、PB2、PB1和PB0引脚。重置信号上拉电阻RR1跨接在系统控制电路电源正极端E和控制器芯片U的引脚之间；重置信号缓冲电阻RR2与控制器重置按键KR串连，该串连支路与重置信号缓冲电容CR并连；该并连支路跨接在控制器芯片U的引脚与地之间。控制器芯片U的GND引脚接地。

在图5所示的板形工件包边系统操作、控制电路图和图6所示的下料臂取料角位放大、操作电路图中：下料臂摆角放料位继电器续流二极管Dβ的负极连接到系统控制电路电源正极端E，下料臂摆角放料位继电器续流二极管Dβ的正极连接到下料臂摆角放料位位信号光耦LCβ的输出端正极；下料臂摆角放料位继电器电磁线圈Jβ跨接在系统控制电路电源正极端E与下料臂摆角放料位位信号光耦LCβ的输出端正极之间；下料臂摆角放料位位信号光耦LCβ的输出端负极接地。下料臂摆角放料位位信号光耦LCβ的输入端正极通过下料臂摆角放料位位信号下拉电阻Rβ连接到下料臂摆角放料位信号接线端PβN，下料臂摆角放料位位信号光耦LCβ的输入端负极接地。

在在图2所示的板形工件包边装置结构主视图、图4所示的上料摆转系统的放大-驱动-执行-转角检测电路图、图5所示的板形工件包边系统操作、控制电路图和图7所示的板形工件包边装置的上料臂控制系统框图中：

板形工件包边装置的上料臂控制系统由比较环节上料臂运行控制环节Cα、上料臂摆角控制驱动环节Drα、上料臂逆变触发模块Gα、上料臂逆变执行模块Aα、上料臂旋摆电机Mα和上料臂摆角信号处理模块DTα构成。

上料臂给定摆角信号αR与上料臂摆角反馈信号α在存储于控制器芯片U的比较环节中比较，产生上料臂转角偏差信号△α；经存储于控制器芯片U的上料臂运行控制环节Cα计算处理，上料臂转角偏差信号△α转换成为上料臂摆角控制信号αC；经存储于控制器芯片U的上料臂摆角控制驱动环节Drα放大，上料臂摆角控制信号αC成为上料臂运行驱动信号αDr，在上料臂逆变触发模块Gα、上料臂逆变执行模块Aα的级联环节Gα-Aα，上料臂运行驱动信号αDr触发PWM三相逆变桥，向上料臂旋摆电机输出三相驱动电流——上料臂旋摆电机A相驱动电流iαA、上料臂旋摆电机B相驱动电流iαB和上料臂旋摆电机C相驱动电流iαC，上料臂旋摆电机A相驱动电流iαA、上料臂旋摆电机B相驱动电流iαB和上料臂旋摆电机C相驱动电流iαC驱动上料臂旋摆电机Mα，转换产生上料臂摆角输出信号αout；经上料臂摆角信号处理模块DTα检测、反馈，上料臂摆角输出信号αout以上料臂摆角反馈信号α引入比较环节

上料臂给定摆角信号αR在比较环节中依如下逻辑给定：如果α＝α0→αR赋值α1；如果α＝α1→αR赋值α0。比较环节的传函模型为：△α＝αR-α。

上料臂运行控制环节Cα的传函模型为：上料臂摆角控制信号αC脉宽ταC依控制触发脉冲单位计算周期占空比ταC(k+1)＝△α(k)[1-(πnαeRαWα/(9.8TCαPα))k]近似计算，其中nαe为上料臂旋摆电机Mα的计算转数，Rα为上料臂7.2的计算臂长，Wα为上料臂7.2的惯量计算常数，TCα为由试验得出的上料臂旋摆电机Mα结构常数，Pα为上料臂旋摆电机Mα的计算功率，k为单位计算周期次第数。

板形工件包边装置的上料臂摆臂控制系统专利购买费用说明