[實用新型]一種雙驅動同步跟蹤旋轉運動控制裝置

有效

• 申請號: 201720748259.3
• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號: CN207301827U
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 邱志成;楊艾琳
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G05D17/02
• 分類號: G05D17/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 王東東

技術領域

本實用新型涉及雙驅動同步跟蹤控制領域，具體涉及一種雙驅動同步跟蹤旋轉運動控制裝置。

背景技術

隨著科技的發展，現代制造業的發展出現了新的動力，標志著更加復雜的生產任務和高精度的生產要求。人們對機械設備的質量和產品性能要求越來越高，在某些場合針對一臺電機進行控制已經不能滿足工作需求。在設備控制過程中，常需要對多個運動單元進行協調同步控制，以使其具有恒定的轉速或線速度或位移，來滿足其工作需求。在新的制造發展形勢下，機械系統的同步控制方法不斷發展，規模不斷擴大，廣泛應用于各個領域。大型設備如沖剪機一般采用定尺停剪方式，該方式生產效率低，精度不易控制，常出現拉(壓)痕等缺陷。若使滑動平臺與工件同步運動，就能大大提高工作效率。而在需求高精度運動控制的制造業包括微電子，航空航天，太陽能電池，平板制造和檢測的過程中同步控制也有許多應用，如在進行精密焊接時，如激光焊也需要考慮相對定位精度以及同步旋轉精度，否則會發生咬邊、產生縫隙等焊接缺陷。在工作過程中，機械裝配變量和各種不確定性干擾的同步誤差將影響工作進程，并且可能在工作過程中引起過流保護而阻礙工作過程。所以，控制同步誤差已經成為產品制造和檢驗過程中保證高速度和高精度的重要因素。研究其控制理論和方法并運用于實際生產生活中具有重大的實際意義。

現有的雙驅動同步跟蹤旋轉運動多使用光電編碼器對驅動裝置的轉角轉速進行同步控制，需在運動開始前對裝置進行調零和誤差分析。

實用新型內容

為了克服現有技術存在的缺點與不足，本實用新型提供一種雙驅動同步跟蹤旋轉運動控制裝置。

本實用新型考慮到現有的雙驅動同步跟蹤旋轉運動多使用光電編碼器對驅動裝置的轉角轉速進行同步控制，需在運動開始前對裝置進行調零和誤差分析，使用扭矩傳感器測量兩電機軸的相對扭矩，可省去調零和誤差分析的過程，并能在發現不同步時快速進行調整，從而恢復同步的穩定狀態，使整個裝置能夠快速、準確、穩定地進行同步跟蹤旋轉運動。

本實用新型采用如下技術方案：

一種雙驅動同步跟蹤旋轉運動控制裝置，包括雙驅動旋轉運動裝置部分及檢測控制部分；

所述雙驅動旋轉運動裝置部分包括扭矩傳感器，所述扭矩傳感器左右兩側的裝置為對稱結構；

扭矩傳感器左側的裝置包括，交流伺服電機通過減速器減速后將扭矩通過與第一聯軸器連接的第一軸傳遞給扭矩傳感器，所述第一軸與扭矩傳感器通過第二聯軸器連接，還包括第一轉子，所述第一轉子固定在第一軸上，

扭轉傳感器右側的裝置包括，力矩電機將扭矩通過與第四聯軸器連接的第二軸傳遞給扭矩傳感器，第二軸與扭矩傳感器通過第三聯軸器連接，還包括第二轉子，所述第二轉子固定在第二軸上；

所述檢測控制部分包括：伺服驅動器、運動控制卡、力矩驅動器、工控計算機、動態力矩測試儀及A/D轉換卡；

所述扭矩傳感器檢測的扭轉力矩信號輸入動態力矩測試儀，然后通過A/D轉換卡輸入到工控計算機中；

工控計算機發出指令脈沖，經過運動控制卡分別輸出伺服驅動器及力矩驅動器，進一步驅動交流伺服電機及力矩電機。

所述交流伺服電機及力矩電機均帶有檢測轉速及轉動角度的編碼器，編碼器檢測的電機轉速及角度信號，分別經過力矩驅動器及伺服驅動器，通過運動控制卡輸入到工控計算機進行處理。

還包括第一、第二及第三基座，所述第一軸通過軸承座固定在第一基座上，所述第二軸通過軸承座固定在第三基座上，所述交流伺服電機與減速器安裝架固定在第一基座上，所述扭矩傳感器通過支架固定在第二基座上，力矩電機通過力矩電機安裝架固定在第三基座上，三個基座固定在實驗臺上。

所述第二聯軸器與第一轉子及扭矩傳感器之間，第四聯軸器和第二轉子及扭轉傳感器之間均留有間隙。

一種雙驅動同步跟蹤旋轉運動控制裝置的控制方法，包括如下步驟：

第一步，利用力矩電機及交流伺服電機自帶的編碼器檢測電機的轉角及轉速，分別經過力矩驅動器及伺服驅動器，通過運動控制卡輸入到工控計算機進行處理，得到反饋信號；

第二步，扭矩傳感器及第一、第二轉子測得的信號由動態扭矩測試儀輸出給A/D轉換卡轉換成數字信號并輸入到工控計算機進行處理，得到相應的轉角差反饋信號；

第三步，將第一步和第二步得到的各反饋信號輸入到工控計算機中使用設定好的算法進行處理，之后生成控制兩電機的脈沖信號，分別經過運動控制卡和伺服驅動器、力矩驅動器處理后輸出到交流伺服電機和力矩電機，從而實現對兩電機的轉角及轉速的雙閉環控制，使兩驅動裝置進行同步跟蹤旋轉運動。