亚星娱乐登录老虎机 基于星游娱乐棋牌官网下载和伺服电机的剪刀叉升降台控制系统设计

引言

应公司项目要求,需要设计一套在平台表面负载有变化的条件下,使星游娱乐棋牌官网下载的升降台能匀速升降的方案。公司因已有一套基本的剪刀叉装置,为了不再增加机械结构,所以这次不考虑机械式恒转矩匀速升降台方案。本文采用星游娱乐棋牌官网下载和伺服电机的组合来满足控制要求,最终设计的升降台设备如图1所示。

图1升降台三维图

1系统介绍

系统介绍分两个方面,一是控制设备组成,二是控制原理。

1.1控制设备组成

系统选择汇川星游娱乐棋牌官网下载AC801作为控制器,AC801智能机械可编程控制器采用书本式全金属机身,可提供丰富的网络接口来满足各种项目的扩展需求,具备强悍的运动控制性能,拥有卓越的运算能力,适合高负荷运算应用。

图1底部是电机转动丝杆的结构,电机驱动选用汇川1s810N-1NT系列标准型多机传动伺服,采用米兰研发中心的底层算法平台,满足行业设备的性能、功能、体积、安全、耐环境性等需求,通过EtherCAT协议与星游娱乐棋牌官网下载通信。

采用工控机作为上位机,实时监控设备运行状态,监控和操作画面通过组态软件自由编制。另外还有数据采集和处理功能,采集的大量数据储存在本地硬盘,可以表格形式查看,数据表格上有对应的序号和时间,查询方便。工控机通过MoDBUsTCP协议与星游娱乐棋牌官网下载进行通信。

四个高度测量传感器安装在平台四个角,用来监控平台高度变化,传感器通过Rs485协议与星游娱乐棋牌官网下载通信,工控机通过星游娱乐棋牌官网下载也能读取高度数据。

系统组成整体框架图如图2所示。

1.2控制原理

首先,设备动力来自伺服电机,通过丝杆带动一边活动的剪刀臂移动,然后星游娱乐棋牌官网下载程序准确控制伺服电机做水平变速运动,使平台在垂直方向匀速运动。这一过程中伺服的速度参数是星游娱乐棋牌官网下载根据设定好的计算公式实时改变的,目前速度控制变化周期在几十毫秒左右。计算公式需要的机构尺寸标注如图3所示。

具体的公式通过剪叉机构计算与虚位移原理可以得出:

后面进行公式推理,对位移求导就是速度参数,得到公式:

Vx是水平速度,也是伺服电机的速度,需要通过计算得到。Vy是平台速度设定值,a是伺服水平位置,最低点为原点,位置为0,B是最低点时两端点的距离。对比公式(3)(4),再通过勾股定理可得:

将式(5)以梯形图形式写入星游娱乐棋牌官网下载中,星游娱乐棋牌官网下载启动程序控制伺服运行,Vx速度实时变化。

2系统程序设计

升降台系统的程序设计主要包含星游娱乐棋牌官网下载控制程序设计和工控机程序设计。

2.1星游娱乐棋牌官网下载控制程序设计

本项目使用汇川星游娱乐棋牌官网下载软件InoProshop来编写程序,主要用梯形图编程,少数地方用sT语言。程序内容主要有伺服控制、手动控制、自动控制、传感器通信、工控机通信、设备报警提示等,如图4所示。

2.2工控机程序设计

在工控机上有可视画面,能对设备进行监控、操作、数据采集,如图5所示。

在操作页面上有主页面画面,可以切换操作模式,在自动模式下能自动循环升降,可以查看当前运行状态:有手动操作画面,可以对伺服点动和单动:有自动参数画面,可以设置伺服参数:有报警界面,出现故障时可以在此查看。在平台自动运行过程中,工控机会记录传感器高度值、伺服位置及伺服扭矩值。

3运行结果分析

在设备运行一段时间后,从工控机导出数据,截取一段完整的从最低点到最高点的数据,包含四组高度数据和一组伺服位置,如表1所示。

本文就以高度1和伺服位置为例,来制作曲线图。为了能直观展现,需要排除不必要的数据,因此除去了头尾加减速段的数据,只看匀速段的数据,故采用从序号3到20的数据。另外数据采集时,2个采集点的时间是相等的。利用wPs表格生成曲线图如图6、图7所示。

由图6可知,平台高度在均匀增加,说明垂直方向在做近似匀速运动。至于为什么不是笔直的斜线,则是因为存在设备测量误差、机械间隙等影响因素。图7显示的伺服位置提升越来越快,说明水平方向速度越来越快。图7的曲线相比图6看起来更加顺滑,可能是因为伺服位置数据是读取驱动内部的参数,伺服运行是平滑的。由此得出结论,该控制系统可以实现剪刀叉升降平台的匀速运动。

4结语

本文设计的剪刀叉升降台控制系统是在汇川星游娱乐棋牌官网下载、伺服等硬件基础上,通过控制电机速度实时变化来实现平台匀速运行的功能,然后再用数据来验证是否匀速,确认结果。在项目实施中发现不少地方仍能优化,比如伺服控制上还能提高速度变化频率, 星游娱乐棋牌官网下载性能没有充分发挥;部分梯形图可以转化成sT语言,提高程序运行速度;可以增加工控机数据采集样本,这样数据更准确。目前这个升降平台设备将安装在汽车换电站设备上,用于取放汽车上的电池。希望这种控制系统能够越来越可靠,在自动化行业中发挥更重要的作用。