[實(shí)用新型]步進(jìn)同步驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920102548.1
• 申請(qǐng)日: 2009-04-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201467053U
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邢雅周;孫星;謝云芳;李毅磊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02P8/40
• 分類(lèi)號(hào): H02P8/40;B23K37/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種雙步進(jìn)電機(jī)的同步驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，具體涉及一種用于驅(qū)動(dòng)雙槍自動(dòng)焊接機(jī)的雙焊槍擺動(dòng)的步進(jìn)同步驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在雙焊槍自動(dòng)焊接機(jī)上，雙焊槍在三軸插補(bǔ)聯(lián)動(dòng)的同時(shí)，為了保證焊接角度和避開(kāi)焊接障礙，還要進(jìn)行同步同相的正反向擺動(dòng)聯(lián)動(dòng)，需要設(shè)計(jì)效果好、成本低的同步驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

步進(jìn)電機(jī)作為一種數(shù)字伺服執(zhí)行元件，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、控制方便、控制性能好等優(yōu)點(diǎn)，是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一。在數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、自動(dòng)化儀表等領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。

步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€(xiàn)位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在不超載的情況下，步進(jìn)電機(jī)的步距和轉(zhuǎn)速不受電壓波動(dòng)和負(fù)載變化的影響，也不受環(huán)境條件的限制，只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)。它存在周期性的誤差卻沒(méi)有誤差累計(jì)的特點(diǎn)，同時(shí)還具有快速啟停的特點(diǎn)，因此被廣泛的應(yīng)用于高精度的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)中，尤其是位置控制。

常用的多個(gè)步進(jìn)電機(jī)的同步控制方案主要有以下幾種：一種是采用上位機(jī)和多個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)通訊的方式。在這種控制方式中，每個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)分別控制一個(gè)步進(jìn)電機(jī)，而每個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)首先與主機(jī)通訊，從主機(jī)處獲得電機(jī)的控制參數(shù)，再分別各自進(jìn)行控制。這種控制是多個(gè)電機(jī)同時(shí)進(jìn)行的，雖然運(yùn)行速度快，但是其資源利用率不高，而且元器件用的太多，故障率也比較高。另一種是采用上位機(jī)和一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)通訊的方式。在這種控制方式中，單片機(jī)系統(tǒng)通過(guò)外擴(kuò)具有多個(gè)計(jì)數(shù)器功能的芯片(如8253等)來(lái)為各個(gè)步進(jìn)電機(jī)提供控制脈沖，而步進(jìn)電機(jī)的變頻、變速控制則由單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種控制方式雖然充分發(fā)揮了單片機(jī)的功能，而且結(jié)構(gòu)緊湊、控制簡(jiǎn)單。但是該系統(tǒng)的同步控制能力受到單片機(jī)主頻和定時(shí)器位數(shù)的限制，不能同時(shí)控制多個(gè)步進(jìn)電機(jī)的高速運(yùn)行。還有一種是采用專(zhuān)用的步進(jìn)控制卡或者專(zhuān)用的PLC。這種控制方式雖然控制精度高、抗干擾能力強(qiáng)，但是價(jià)格昂貴，而且增加了整個(gè)系統(tǒng)的控制線(xiàn)路復(fù)雜程度。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提出一種雙步進(jìn)電機(jī)的同步驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具體應(yīng)用于雙焊槍自動(dòng)焊接機(jī)的雙焊槍的同步擺動(dòng)控制。該控制方案的內(nèi)容是：提出了一種基于多軸運(yùn)動(dòng)控制器的雙步進(jìn)電機(jī)同步驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，用于驅(qū)動(dòng)雙焊槍同步運(yùn)動(dòng)，包括：用于以太網(wǎng)或RS232連接并接收控制命令的網(wǎng)絡(luò)接口；與所述網(wǎng)絡(luò)接口連接用于從上位機(jī)中接收控制命令，并從中提取控制參數(shù)，將其轉(zhuǎn)化為控制脈沖信號(hào)和方向信號(hào)輸出的多軸運(yùn)動(dòng)控制器；同時(shí)與所述多軸運(yùn)動(dòng)控制器的一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)端口相連接，用于將控制脈沖信號(hào)和方向信號(hào)轉(zhuǎn)換為有一定相序的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)的兩個(gè)并聯(lián)運(yùn)行的高性能細(xì)分驅(qū)動(dòng)器；與所述兩個(gè)高性能細(xì)分驅(qū)動(dòng)器輸出端相連，用于分別驅(qū)動(dòng)一個(gè)焊槍運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)兩相混合式步進(jìn)電機(jī)。

本實(shí)用新型的有益效果是提出了一種基于多軸運(yùn)動(dòng)控制器一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)接口的同一給定電壓的雙步進(jìn)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行方式，這種方式線(xiàn)路簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)容易，成本較低，啟動(dòng)同步跟隨性好，適用于負(fù)載變動(dòng)不大的場(chǎng)合。

附圖說(shuō)明

附圖是用于散熱器雙槍自動(dòng)焊接機(jī)雙焊槍擺動(dòng)的步進(jìn)同步驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖。

圖中1.上位機(jī)2.網(wǎng)絡(luò)接口3.多軸運(yùn)動(dòng)控制器4.步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)器A?5.步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)器B?6.兩相混合式步進(jìn)電機(jī)A?7.兩相混合式步進(jìn)電機(jī)B?8.焊槍A?9.焊槍B

具體實(shí)施方式

上位機(jī)(1)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口(2)向多軸運(yùn)動(dòng)控制器(3)發(fā)送控制命令，多軸運(yùn)動(dòng)控制器(3)從控制命令中提取控制參數(shù)，并將其轉(zhuǎn)換為一定方向的脈沖控制信號(hào)。然后，多軸運(yùn)動(dòng)控制器(3)將生成的一定方向的脈沖控制信號(hào)通過(guò)其中一軸的電機(jī)驅(qū)動(dòng)接口同時(shí)輸出給步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)器A(4)和步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)器B(5)。其中，(4)和(5)采用的是基于同一電壓的并聯(lián)方式。最后，步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)器A(4)和步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)器B(5)分別驅(qū)動(dòng)各自的混合式步進(jìn)電機(jī)((6)、(7))，從而帶動(dòng)兩個(gè)焊槍A(8)和B(9)同步擺動(dòng)。