一种基于插补原理的双轨迹涂胶路径驱动的方法及涂胶机构与流程

本发明涉及涂胶技术，特别涉及一种基于插补原理的双轨迹涂胶路径驱动的方法及涂胶机构。

背景技术：

涂胶工艺是制鞋、皮革制造、耳机组装和手机贴膜等生产的瓶颈工艺，要实现涂胶工艺的自动化，涂胶路径的选择是非常关键的。目前，涂胶一般是单路径涂胶，即沿着产品的涂胶轮廓线，采用单个涂胶装置，由头到尾，由始点到终点，进行涂胶。这种涂胶方式，效率较低，如果轮廓线较长，涂胶时间过久，也导致前后时间不同所涂的胶水存在干固程度的差异，从而影响涂胶质量。

技术实现要素：

针对上述不足，本发明的目的在于，提供一种基于插补原理的双轨迹涂胶路径驱动的方法，由三个运动机构分别控制x轴、y1轴和y2轴的运动，通过建立坐标系和插补原理，实现双轨迹涂胶路径的驱动控制。另外，本发明的目的还在于，提供实施上述基于插补原理的双轨迹涂胶路径驱动方法的双轨迹同步控制涂胶机构及带检测反馈装置的双轨迹同步控制涂胶机构，可以实现同时两条涂胶轨迹的同步运动，甚至是带有位置检测反馈装置，进一步实现高精度地控制涂胶运动。

本发明采用的技术方案为：一种基于插补原理的双轨迹涂胶路径驱动的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)确立涂胶轨迹和建立坐标系：把需要涂胶的轨迹分割成为两条轨迹，或直接选择两条独立的轨迹；分割轨迹以分图形的顶点作为分割点，然后以分割点为中心线分割两条轨迹，分别对两条轨迹建立对应的坐标系，确保分割后的两条轨迹的变化函数数值是唯一的；其中，轨迹一为y1(x)和轨迹二为y2(x)，两者的x坐标变动是同步的，轨迹一和轨迹二的坐标系的正方向根据自身运动方向建立；

2)设置三个运动机构，分别控制x轴、y1轴和y2轴的运动；其中，x轴运动，y1轴和y2轴分别根据y1(x)函数轨迹和y2(x)函数轨迹运动，实现双轨迹涂胶路径驱动。

进一步，步骤1)还包括如下步骤：

根据插补运算原理，分别建立y1(x)函数和y2(x)函数两条轨迹的插补函数；轨迹一的逼近函数为b1(x)，轨迹函数为y1(x)，轨迹二的逼近函数为b2(x)，轨迹函数为y2(x)；

根据误差控制值来确定步长，步长越小，精度越高，运算量越大；相反，步长越大，精度越低，运算量越小。在此需要说明的是，上述公式所表达的意思具体是g1(x)对应b1(x)、y1(x)的代入，g2(x)对应b2(x)、y2(x)的代入：

一种双轨迹同步控制涂胶机构，其特征在于，包括x轴驱动装置、y1轴驱动装置、y2轴驱动装置、轨迹一涂胶装置及轨迹二涂胶装置，其中，所述y1轴驱动装置、y2轴驱动装置分别设置在x轴驱动装置的两侧，使得x轴驱动装置同时带动y1轴驱动装置、y2轴驱动装置在x轴方向运动；所述轨迹一涂胶装置设置在y1轴驱动装置，使得y1轴驱动装置带动轨迹一涂胶装置在y1轴方向运动；所述轨迹二涂胶装置设置在y2轴驱动装置，使得y2轴驱动装置带动轨迹二涂胶装置在y2轴方向运动。

进一步，所述x轴驱动装置包括x轴支架、x轴运动控制器、x轴驱动电机、x轴同步带、x轴同步轮，所述y1轴驱动装置包括y1轴支架、y1轴导轨、y1轴运动控制器、y1轴驱动电机、y1轴同步带、y1轴同步轮、y1轴导轨滑块、y1轴胶罐连接块，所述y2轴驱动装置包括y2轴支架、y2轴导轨、y2轴运动控制器、y2轴驱动电机、y2轴同步带、y2轴同步轮、y2轴导轨滑块、y2轴胶罐连接块；所述y1轴支架与y2轴支架通过y轴连接块一起与x轴同步带相连接，x轴驱动电机与x轴同步轮配合，带动x轴同步带，x轴同步带带动y轴连接块及其上的y1轴驱动装置、y2轴驱动装置在x轴方向运动；所述轨迹一涂胶装置设置在y1轴胶罐连接块，y1轴胶罐连接块与y1轴导轨滑块连接，y1轴导轨滑块设置在y1轴导轨且与y1轴同步带连接，y1轴驱动电机与y1轴同步轮配合，带动y1轴同步带，y1轴同步带带动y1轴导轨滑块在y1轴导轨上滑动，进而带动y1轴胶罐连接块及其上的进而带动轨迹一涂胶装置在y1轴方向运动；所述轨迹二涂胶装置设置在y2轴胶罐连接块，y2轴胶罐连接块与y2轴导轨滑块连接，y2轴导轨滑块设置在y2轴导轨且与y2轴同步带连接，y2轴驱动电机与y2轴同步轮配合，带动y2轴同步带，y2轴同步带带动y2轴导轨滑块在y2轴导轨上滑动，进而带动y2轴胶罐连接块及其上的轨迹二涂胶装置在y2轴方向运动。

进一步，y1轴支架与y2轴支架为一体构造，y1轴导轨与y2轴导轨为一体构造。

进一步，所述y1轴导轨滑块与y1轴胶罐连接块为一体构造；所述y2轴导轨滑块与y2轴胶罐连接块为一体构造。

进一步，所述轨迹一涂胶装置包括轨迹一胶罐、轨迹一胶头，所述轨迹二涂胶装置包括轨迹二胶罐、轨迹二胶头。

进一步，所述x轴驱动装置设置在底座上，且，还包括x轴导轨及x轴导轨滑块；其中，所述x轴导轨设置在底座上，所述x轴导轨滑块设置在x轴导轨上，所述y1轴支架、y2轴支架设置在x轴导轨滑块上。

一种带检测反馈装置的双轨迹同步控制涂胶机构，其特征在于，包括x轴驱动装置、y1轴驱动装置、y2轴驱动装置、轨迹一涂胶装置及轨迹二涂胶装置，其中，所述y1轴驱动装置、y2轴驱动装置分别设置在x轴驱动装置的两侧，使得x轴驱动装置同时带动y1轴驱动装置、y2轴驱动装置在x轴方向运动；所述轨迹一涂胶装置设置在y1轴驱动装置，使得y1轴驱动装置带动轨迹一涂胶装置在y1轴方向运动；所述轨迹二涂胶装置设置在y2轴驱动装置，使得y2轴驱动装置带动轨迹二涂胶装置在y2轴方向运动；其中，x轴方向对应x轴驱动装置设置有x轴光栅尺位置检测反馈装置，y1轴方向对应y1轴驱动装置设置有y1轴光栅尺位置检测反馈装置，y2轴方向对应y2轴驱动装置设置有y2轴光栅尺位置检测反馈装置；所述x轴光栅尺位置检测反馈装置、y1轴光栅尺位置检测反馈装置、y2轴光栅尺位置检测反馈装置，分别与x轴驱动装置的x轴运动控制器、y1轴驱动装置的y1轴运动控制器、y2轴驱动装置的y2轴运动控制器相关联。

进一步，所述x轴光栅尺位置检测反馈装置包括x轴光栅尺、x轴探头；所述y1轴光栅尺位置检测反馈装置包括y1轴光栅尺、y1轴探头；所述y2轴光栅尺位置检测反馈装置包括y2轴光栅尺、y2轴探头。

本发明具有以下优点：双轨迹涂胶路径驱动的方法，把轨迹分割成具有唯一解的轨迹函数、或直接对两个唯一解的轨迹函数建立坐标系。两个轨迹函数的原点是相同的，x坐标的变化是同步的，每一个x坐标值两条轨迹函数各自均有唯一值与之对应。如此一来，x轴运动，y1轴、y2轴对应运动，实现双轨迹涂胶路径驱动。另外，应用插补原理，分别对两条轨迹函数进行插补运算，根据误差控制值来确定步长，步长越小，精度越高，运算量越大；相反，步长越大，精度越低，运算量越小。双轨迹同步控制涂胶机构，适用于可拆分成两条轨迹的平面轨迹的涂胶控控装置，如鞋底的轮廓、耳机塑料件、手机贴膜、皮革制品等轮廓轨迹等，可以实现同时两条涂胶轨迹的同步运动；运动控制的生产效率高、机构简单、实用性强、成本低。带检测反馈装置的双轨迹同步控制涂胶机构，带有位置检测反馈装置，进一步实现高精度地控制涂胶运动。

下面结合附图说明与具体实施方式，对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为分割轨迹示意图；

图2为建立坐标系示意图；

图3为插补运算示意图；

图4为图3中轨迹一的插补运算局部放大示意图；

图5为图3中轨迹二的插补运算局部放大示意图；

图6为双轨迹同步控制涂胶机构的整体结构示意图一；

图7为双轨迹同步控制涂胶机构的整体结构示意图二；

图8为双轨迹同步控制涂胶机构的整体结构示意图三；

图9为双轨迹同步控制涂胶机构的整体结构示意图四；

图10为带检测反馈装置的双轨迹同步控制涂胶机构的结构示意图；

图中：轨迹一涂胶装置1；轨迹二涂胶装置2；x轴支架3；x轴运动控制器4；x轴驱动电机5；x轴同步带6；x轴同步轮7；x轴导轨8；x轴导轨滑块9；底座10；y轴支架11；y轴连接块12；y轴导轨13；y1轴运动控制器14；y1轴驱动电机15；y1轴同步带16；y1轴同步轮17；y1轴导轨滑块与胶罐连接块18；y2轴运动控制器19；y2轴驱动电机20；y2轴同步带21；y2轴同步轮22；y2轴导轨滑块与胶罐连接块23；x轴光栅尺24；x轴探头25；y1轴光栅尺26；y1轴探头27；y2轴光栅尺28；y2轴探头29。

具体实施方式

实施例一

参见图1至5，本实施例所提供的基于插补原理的双轨迹涂胶路径驱动的方法，包括如下步骤：

1)确立涂胶轨迹和建立坐标系：把需要涂胶的轨迹分割成为两条轨迹，或直接选择两条独立的轨迹；分割轨迹以分图形的顶点作为分割点，然后以分割点为中心线分割两条轨迹，分别对两条轨迹建立对应的坐标系，确保分割后的两条轨迹的变化函数数值是唯一的；其中，轨迹一为y1(x)和轨迹二为y2(x)，两者的x坐标变动是同步的，轨迹一和轨迹二的坐标系的正方向根据自身运动方向建立。在此需要说明的是，分割轨迹一般以分图形的顶点作为分割点，也可以以其他点作为分割点。

根据插补运算原理，分别建立y1(x)函数和y2(x)函数两条轨迹的插补函数；轨迹一的逼近函数为b1(x)，轨迹函数为y1(x)，轨迹二的逼近函数为b2(x)，轨迹函数为y2(x)；

根据误差控制值来确定步长，步长越小，精度越高，运算量越大；相反，步长越大，精度越低，运算量越小。在此需要说明的是，上述公式所表达的意思具体是g1(x)对应b1(x)、y1(x)的代入，g2(x)对应b2(x)、y2(x)的代入：

下面选择了k0-k10的区间为例，说明插补的运算过程，以直线插补为例。

表1：(参见图4)k0-k10区间轨迹一的插补运算值如下：

表2：(参见图5)k0-k10区间轨迹二的插补运算值如下：

2)设置三个运动机构，分别控制x轴、y1轴和y2轴的运动；其中，x轴运动，y1轴和y2轴分别根据y1(x)函数轨迹和y2(x)函数轨迹运动，实现双轨迹涂胶路径驱动。

实施例二

参见图6至9，本实施例所提供的双轨迹同步控制涂胶机构，包括x轴驱动装置、y1轴驱动装置、y2轴驱动装置、轨迹一涂胶装置1及轨迹二涂胶装置2，其中，所述y1轴驱动装置、y2轴驱动装置分别设置在x轴驱动装置的两侧，使得x轴驱动装置同时带动y1轴驱动装置、y2轴驱动装置在x轴方向运动；所述轨迹一涂胶装置1设置在y1轴驱动装置，使得y1轴驱动装置带动轨迹一涂胶装置1在y1轴方向运动；所述轨迹二涂胶装置2设置在y2轴驱动装置，使得y2轴驱动装置带动轨迹二涂胶装置2在y2轴方向运动。

具体地，所述x轴驱动装置包括x轴支架3、x轴运动控制器4、x轴驱动电机5、x轴同步带6、x轴同步轮7、x轴导轨8、x轴导轨滑块9，所述x轴驱动装置设置在底座10上，所述x轴导轨滑块9设置在x轴导轨8上，所述y1轴支架、y2轴支架(即y轴支架11)设置在x轴导轨滑块9上。所述y1轴支架与y2轴支架(即y轴支架11)通过y轴连接块12一起与x轴同步带6相连接，x轴驱动电机5与x轴同步轮7配合，带动x轴同步带6，x轴同步带6带动y轴连接块12及其上的y1轴驱动装置、y2轴驱动装置在x轴方向运动。

所述y1轴驱动装置包括y1轴支架(y1轴支架与y2轴支架为一体构造，设定为y轴支架11)、y2轴导轨(y1轴导轨与y2轴导轨为一体构造，设定为y轴导轨13)、y1轴运动控制器14、y1轴驱动电机15、y1轴同步带16、y1轴同步轮17、y1轴导轨滑块、y1轴胶罐连接块(y1轴导轨滑块与y1轴胶罐连接块为一体构造，设定为y1轴导轨滑块与胶罐连接块18)。所述轨迹一涂胶装置1设置在y1轴胶罐连接块，y1轴胶罐连接块与y1轴导轨滑块连接，y1轴导轨滑块设置在y1轴导轨且与y1轴同步带连接，y1轴驱动电机与y1轴同步轮配合，带动y1轴同步带，y1轴同步带带动y1轴导轨滑块在y1轴导轨上滑动，进而带动y1轴胶罐连接块及其上的进而带动轨迹一涂胶装置在y1轴方向运动。

所述y2轴驱动装置包括y2轴支架(y1轴支架与y2轴支架为一体构造，设定为y轴支架11)、y2轴导轨(y1轴导轨与y2轴导轨为一体构造，设定为y轴导轨13)、y2轴运动控制器19、y2轴驱动电机20、y2轴同步带21、y2轴同步轮22、y2轴导轨滑块、y2轴胶罐连接块(y2轴导轨滑块与y2轴胶罐连接块为一体构造，设定为y2轴导轨滑块与胶罐连接块23)。所述轨迹二涂胶装置2设置在y2轴胶罐连接块，y2轴胶罐连接块与y2轴导轨滑块连接，y2轴导轨滑块设置在y2轴导轨且与y2轴同步带连接，y2轴驱动电机与y2轴同步轮配合，带动y2轴同步带，y2轴同步带带动y2轴导轨滑块在y2轴导轨上滑动，进而带动y2轴胶罐连接块及其上的轨迹二涂胶装置在y2轴方向运动。

具体地，所述轨迹一涂胶装置1包括轨迹一胶罐、轨迹一胶头，所述轨迹二涂胶装置2包括轨迹二胶罐、轨迹二胶头。

另外，需要说明的是，各方向的驱动装置，本实施例虽然采用了驱动电机、带轮、皮带的配合，而且转换为其他等同方式，如驱动电机、滑轨、丝杆的配合，也是可行的。

根据涂胶的需要沿x轴方向分成左右两条涂胶轨迹：轨迹一和轨迹二。各轴的运动控制器控制各轴的驱动电机转动：x轴驱动电机控制x轴方向进给运动，安装在y1轴和y2轴方向的驱动电机、同步轮、同步带、导轨、连接块等部件会在x轴的带动下移动。y1轴运动控制器与y1轴驱动电机控制轨迹一的y1坐标位置，实现轨迹一的涂胶运动；同理，y2轴运动控制器与y2轴驱动电机控制轨迹二的y2坐标位置，实现轨迹二的涂胶运动。x轴每做进给运动可以实现轨迹一和轨迹二的同步控制涂胶运动，和单个轨迹的涂胶相比，涂胶效率大大提高。

实施例三

参见图6至10，本实施例所提供的带检测反馈装置的双轨迹同步控制涂胶机构，包括x轴驱动装置、y1轴驱动装置、y2轴驱动装置、轨迹一涂胶装置1及轨迹二涂胶装置2，其中，所述y1轴驱动装置、y2轴驱动装置分别设置在x轴驱动装置的两侧，使得x轴驱动装置同时带动y1轴驱动装置、y2轴驱动装置在x轴方向运动；所述轨迹一涂胶装置设置在y1轴驱动装置，使得y1轴驱动装置带动轨迹一涂胶装置在y1轴方向运动；所述轨迹二涂胶装置设置在y2轴驱动装置，使得y2轴驱动装置带动轨迹二涂胶装置在y2轴方向运动；其中，x轴方向对应x轴驱动装置设置有x轴光栅尺位置检测反馈装置，y1轴方向对应y1轴驱动装置设置有y1轴光栅尺位置检测反馈装置，y2轴方向对应y2轴驱动装置设置有y2轴光栅尺位置检测反馈装置；所述x轴光栅尺位置检测反馈装置、y1轴光栅尺位置检测反馈装置、y2轴光栅尺位置检测反馈装置，分别与x轴驱动装置的x轴运动控制器、y1轴驱动装置的y1轴运动控制器、y2轴驱动装置的y2轴运动控制器相关联。

具体地，所述x轴光栅尺位置检测反馈装置包括x轴光栅尺24、x轴探头25；所述y1轴光栅尺位置检测反馈装置包括y1轴光栅尺26、y1轴探头27；所述y2轴光栅尺位置检测反馈装置包括y2轴光栅尺28、y2轴探头29。

x轴上安装了x轴光栅尺检测反馈装置，用于检测x轴运行的位置，如果位置发生偏差，x轴运动控制器根据偏差量对x轴驱动电机进行调整，达到精确控制x轴移动的目的。

y1轴驱动电机在y1轴运动控制器的驱动下，控制轨迹一的y1方向的运动，实现轨迹一的涂胶运动，y1轴上安装了y1轴光栅尺检测反馈装置，用于检测y1轴运行的位置，如果位置发生偏差，y1轴运动控制器根据偏差量对y1轴驱动电机进行调整，达到精确控制y1轴移动的目的。

同理，y2轴驱动电机在y2轴运动控制器的驱动下，控制轨迹二的y2坐标位置，实现轨迹二的涂胶运动，y2轴光栅尺检测反馈装置精确地反馈y2坐标位置，精确地控制y2轴的运动。x轴每做进给运动可以实现轨迹一和轨迹二的同步控制涂胶运动，和单个轨迹的涂胶相比，涂胶效率和涂胶精度都大大提高。

本发明并不限于上述实施方式，采用与本发明上述实施例相同或近似的技术特征，而得到的其他基于插补原理的双轨迹涂胶路径驱动的方法及涂胶机构，均在本发明的保护范围之内。