一种烟流排管架控制系统 |
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| 申请号 | CN201610449744.0 | 申请日 | 2016-06-21 | 公开(公告)号 | CN107526299A | 公开(公告)日 | 2017-12-29 |
| 申请人 | 祁艳; | 发明人 | 祁艳; | ||||
| 摘要 | 一种烟流排管架控制系统，主要由IPC、伺服 电机 配套 驱动器 、运动控制卡、24V 开关 电源、电源三相 滤波器 和三相隔离 变压器 等组成。该控制系统主要利用微软公司的Visual C：++开发平台来完成烟流排管架系统的 软件 平台，选用滚珠 丝杆 和直线 导轨 的组合来完成实验 工作台 复杂的往返运动。该控制系统的 硬件 和软件，实现了控制系统的3种运动模式。经过现场调试运行，证实了设计的烟流排管架运动控制系统能够较好地满足烟流排管架控制系统要求，并具有良好的可靠性和 稳定性 。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种烟流排管架控制系统，其特征是：所述烟流排管架控制系统的运动部分主要由伺服电机、行星减速器、滚珠丝杠、直线导轨等部分组成。 |
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| 说明书全文 | 一种烟流排管架控制系统所属技术领域 [0001] 本发明涉及一种烟流排管架控制系统，适用于机械领域。 背景技术[0002] 滚珠丝杆是最常见的一种用来实现直线往返运动的机械机构，是用于确定线性位移精度的关键功能部件。因此，滚珠丝杆常见于各类机电一体化控制系统(如数控机床、汽车机械和航空机械等)中。近年来随着工业计算机技术(Industrial Personal Computer,IPC)和自动化控制技术的发展，基于IPC和运动控制卡的伺服控制系统能够满足新型数字化控制系统的标准化、柔性化、开放性等要求，所以这类系统得到了广泛的运用。 [0003] 烟流排管架系统主要用于实现特定的实验任务要求，能够适应复杂运动控制，具有一定的线性位移精度要求、良好的稳定性和可靠性。 发明内容[0005] 本发明所采用的技术方案是：所述烟流排管架控制系统的运动部分主要由伺服电机、行星减速器、滚珠丝杠、直线导轨等部分组成。伺服电机带动行星齿轮减速器、通过联轴器带动滚珠丝杠运动，并在滚珠丝杠行程的两端安装了行程开关，用于实现对终点位置限定。 [0007] 所述控制系统中用到的运动控制卡是阿尔泰公司PCI1010多轴运动控制卡，它有32位PCI总线接口，支持即插即用，2轴伺服/步进电机控制，每轴可单独输出，互不影响。运动控制卡插在IPC主板上的PCI插槽内。IPC主要完成运动参数的设置、控制系统状态的监控、系统位置数据的获取和处理以及控制命令的发送等功能。伺服驱动器采用位置控制模式，伺服驱动器在收到PCI1010运动控制卡发出的指令脉冲信号后，控制伺服电机完成相应的运动。同时，驱动器接收编码器反馈回来的速度和位置信号，并根据反馈信号调整对电机的控制，这样就构成了一个半闭环控制回路。 [0008] 所述控制系统的主流程中，首先是对运动控制卡进行初始化，接着程序开始检测界面的交互参数和状态，并判断系统该如何运行。此时，如果选择退出程序，系统首先弹出对话框提示，确认无误后再选择是否应该让系统复位(复位是为了使控制系统在每次运行是都能够避免上次误差的影响)。在控制程序运行后，如果界面的参数设置正确，那么系统开始工作。在系统的工作过程中，程序能够实时监测和保护控制系统。 [0009] 本发明的有益效果是：该控制系统的硬件和软件，实现了控制系统的3种运动模式。经过现场调试运行，证实了设计的烟流排管架运动控制系统能够较好地满足烟流排管架控制系统要求，并具有良好的可靠性和稳定性。附图说明 [0010] 图1是本发明的烟流排管架运动控制系统的设计流程图。 [0011] 图2是本发明的控制系统电路图。 [0012] 图3是本发明的控制系统的主流程图。 具体实施方式[0013] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。 [0014] 如图1，烟流排管架控制系统的运动部分主要由伺服电机、行星减速器、滚珠丝杠、直线导轨等部分组成。伺服电机带动行星齿轮减速器、通过联轴器带动滚珠丝杠运动，并在滚珠丝杠行程的两端安装了行程开关，用于实现对终点位置限定。 [0015] 滚珠丝杠的支承方式根据限制丝杠轴向窜动的情况可以分为3种方式，分别是：一端固定，一端固定、一端浮动，两端固定。考虑到传动机构的实际应用，工作行程长，相对定位精度高，且对刚性要求较高，因此根据滚珠丝杠的常见支撑方式，采用了两端固定的方式。同时，为了有效防止由于丝杠自身重力和刚性而产生的丝杠变形过大问题，滚珠丝杠的长径比值应满足长径比要求，已知螺纹的有效长度为LB和总长为L，则根据滚珠丝杠的直径可知满足长径比要求。 [0016] 如图2，控制系统的控制部分主要由IPC、伺服电机配套驱动器、运动控制卡、24 V开关电源、电源三相滤波器和三相隔离变压器等组成。 [0017] 控制系统中用到的运动控制卡是阿尔泰公司PCI1010多轴运动控制卡，它有32位PCI总线接口，支持即插即用，2轴伺服/步进电机控制，每轴可单独输出，互不影响。运动控制卡插在IPC主板上的PCI插槽内。IPC主要完成运动参数的设置、控制系统状态的监控、系统位置数据的获取和处理以及控制命令的发送等功能。伺服驱动器采用位置控制模式，伺服驱动器在收到PCI1010运动控制卡发出的指令脉冲信号后，控制伺服电机完成相应的运动。同时，驱动器接收编码器反馈回来的速度和位置信号，并根据反馈信号调整对电机的控制，这样就构成了一个半闭环控制回路。 [0018] 控制系统软件主要具有的功能是:运动参数的设置，控制模式的选定，相对零点的设置，二类、三种控制模式(连续模式、绝对位置模式、相对位置模式)的实现，运动数据和状态的实现。所谓连续模式也可以称作点动，即不设定行进距离的情况下通过启动、减速停止、立即停止等操作控制达到对平台的粗略定位;而位置模式则是事先通过设定目标点位移，然后系统经过计算后在没有超出限位的情况下运行到指定点，而且停止方式为减速停止。位置模式又有两种方式，一种是绝对位置模式，另一种是相对位置模式。所谓绝对位置模式，即目标点位移是相对于绝对零点(也可称作机器零点，无特殊情况是固定不变的)而言的。而相对位置模式，即目标点位移是相对于相对零点(也可以称作实验零点，用户可以根据实验需要自行设置)而言的。 [0019] 如图3，控制系统的主流程中，首先是对运动控制卡进行初始化，接着程序开始检测界面的交互参数和状态，并判断系统该如何运行。此时，如果选择退出程序，系统首先弹出对话框提示，确认无误后再选择是否应该让系统复位(复位是为了使控制系统在每次运行是都能够避免上次误差的影响)。在控制程序运行后，如果界面的参数设置正确，那么系统开始工作。在系统的工作过程中，程序能够实时监测和保护控制系统。 |
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