图 , 胶片生产系统的机械结构
图 U 胶片生产系统的控制硬件组成
作为整个系统协调的 L % D负 责 检 查 设 备 和 网 络 的工况 ) 通过以太网与更高一层企业信息网通讯 + 在6 借助 G 使用 = , . /中 ) CD E C%的规定 ) 6 8通 把需要 传送 的 变 量 放 在 一 段 连 续 的 用 户 变 讯 协议 时 ) 量 地 址 处) 就可以让 L 在后台主动处 % D作 为 扫 描 站 ) 理各个运动控制器之间 F 它们和 L 触摸屏的 S & N R W# N X( 人机交互界面 * 之间的数据交换 + 这样 G C%编程显得 只要处理安全问题和关注生产工艺流程 ) 将 非常简单 ) 精 力放 到如何 优化相 关 多 个 电 机 的 协 调 运 行 策 略 ) 提 高全局的性能 + 实时性要求较高的开关量使用 = 6 8位 传送 ) 在L % D的每个扫描周期都能被更新一次 + 实时 性 要求 较低的 系统运 行 的 设 置 参 数 F 供显示及错误诊 断 的信 息使用 块 传 送 ) 一个块最多可以传送 1 9个 字 + 鉴 于任 何时刻 网络上 最 多 只 能 有 一 个 块 在 被 传 输 ) 在 L % D中要使用 互锁 机制轮 流处理 各个 块的传 输动作 + 3 R N " 6 8 连接关系设备和人身安全的信号 + 运 行中 的定 位 问 题 ( 即在 ) = N Y # $ M O S M # Q &L O Q Z R N <* 控制精度 每 个单 元的固 定位置 准 确 地 进 行 特 殊 处 理 ) 要求比较高 + 分析了产生误差的两种来源 ) 采用如下算 法H 对于换 卷时产 生 的 错 位 ) 进 行 长 调 整) 用增量式位 移把矫正位置叠加到对应轴上 I 对于原材料本身定长
’ 引
言
+ 多轴运动控制器的硬件结构
选用成熟的多轴运动控制产品是设计高性能系统 的有力保障 2 为满足对多轴控制系统快速发展的需求 / 世界主要自动化设备的生产厂商都陆续推出了自己的 多轴运动控制器产品 2 本文下面以国内应用较广泛的 " . %系列运动控制器为例介绍 2 ’(公司的 ) *+ , 是 模 块 化 设 计的多轴运动控制和电机驱动 " . % 系 列2 每 个 系 统 模 块 最 大 可 以 附 加 两 个 输 出 功 率 分别单独控制一个 , $ T #和两个 . T # 的 轴 模 块/ 可 直 接 用 导 线 连 接/ 不需要 $ # / % 0 # 1 三 相 交 流 电 机/ 再 外接 变 送 器 或 者 变 压 器 / 能连续提供 # 2 3. #牛 顿米的力矩 2 轴模块利用 ) 0 ( 4 提供高效的工作电源 / 系 统模 块内置 5 辅 助处理 数字 化调节 速度和 电 流 / , 3 环补偿 2 运 动控 制器与 3 计算 机以及 其它运 动控 制 器 ( 1 + 之间 / 都提供了强大的网络通信功能 2 通讯方式上不但 提供了标准的 6 还有 } , , / } % , , / % $ .的 接 口 / , 6 , 5 P} 即 6 波特率最高为 , 和 / # % & 6 J |R u J) 7! ) 7/ T ! O v
/ / #R w T |Q T JM uv M |O W Ju Rx J v M N KQy R |O W J ~v " v u J |\ ( Q v J xR Ku I JJ W J y u w R K M yN J Q w M K N u I Jy R R w x M K Q u M R KO J w { R w } K J u
关键词
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第, ,卷第 %期增刊
仪
器
仪
表
学
报
, # # "年 $月
多轴运动控制器及其应用
陈兴平
摘要Байду номын сангаас
郝
新
张曾科
徐文立
清华大学自动化系 !
北京
" # # # $ % &
从多轴运动 控 制 的 角 度 介 绍 美 国 ’(公 司 的 ) 编程软件 0 给出了一个胶片生 " . %为 例 的 多 轴 运 动 控 制 器 的 硬 件 / / *+ , *1 产 系统的应用实例2利用其灵活多样的控制手段和强大的通讯能力/ 形成相互协调的控制网络/ 使得复杂的系统设计变得简单可 靠 2 结合电子啮合方式灵活性 / 通过前馈和变啮合比例等方法提升多轴系统的整体协调性能 2 多轴运动控制器 0 *1编程语言
# Q> ! ? ! ? ! ? ? F O : P < > . d! 4O K O : Q? X O C G fO I[B G M D > OG < < : F D > B C ; ; ? O F [< C D < >G < > C : < Y\ D BO Y O G C : < > D GY D > O P M B R C D > L @ < > R O : O > G O W W WS ! # W W W ! # % ( ( g% ( , ? . O G < : F< R C M O# V V V $ X ! ! ! ? ?H D B > G M O > L" D 9 hB [B i B J D j? O C G K > B [D GL B D >[< C D < > ; G < > C : < Y =D C M[9 Y C D B k D PC : B l O G C < : K[< > D C < : D > LR < :[B G M D > O ?# W W ]* C < < YP K P C O [P C MS > C O : > B C D < > B Yf< : J P M < A< > QF ; ! # W W ] !% # , g% $ # ? \ B > G O F4< C D < >@ < > C : < Y
" * 和力矩的向后反馈以电子讯号的方式分别实现 ) 2但
是这两个方面之间的联系容易被忽略 2 实际生产中的 负载常有的不对称性 / 会破坏整个系统的协调 2 结合电 子啮合方式灵活性 / 针对在实际项目中的不同问题 / 采 取适当的措施可以改善多轴运动控制系统的性能 2
万方数据
第 /期增刊
多轴运动控制器及其应用
性和系统的可扩展性 ) 定义了一个虚构轴 ) 用来给出无 并 赋 予 实 际 意 义 VV 系 统 的 原 材 料 误 差的 精 确 位 置 ) 加工速度 + 于是所有电机的正常运行转换成按照相应 左右两个 , 的比例电子啮合于虚构轴 + . /分别建立虚 拟 轴同 步于前 者 ) 为 各 自 运 行 提 供 参 照) 控 制 卷 取 机7 开卷机的转速和储片架 F 飞剪的动作 + 储片架用来保持 胶片的恒定张力和作为换卷时的胶片缓冲区 +
T 应用实例
如 图 ,所 示 胶 片 生 产 系 统 连 续 运 行 时 ) 机 架 GU 为整个系统的运行参考标准 ) 系统控制 硬 件 如图 U 在 ) 中间的 , 其余三个机架按照生产工艺规定的实 . /内 ) 万方数据 数比例从动于前者 + 为了提高对系统操作人员的透明
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单元间的微小间隙变化 ! 进行短调整 ! 经过测量分析发 现这种变化是 连续的 ! 于是 将误差 通过 E S H 算 法 来平 滑地 调 节 轴 间 的 啮 合 比 例 ! 这与刘建成‘ 音a 等人在
$ c 文b 中的控制策略不谋而合 ’
实 际生 产 半 年 来 的 使 用 效 果 表 明 ! 控制精度达到 了设计要求 ! 合作双方都很满意 ’ 参考文献
! \] / / p p p q r / & XY Z [ ^_‘ [ ] ab [ c ] d e f c d g h ‘ bid c j Y k f c [ l m Y c n c d g o s h c d b
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