[發(fā)明專利]一種環(huán)拋機(jī)的多電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)及其控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810583582.9
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN108803500A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱祥龍;康仁科;馬進(jìn);金洙吉;董志剛;郭江
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號: G05B19/414
• 分類號: G05B19/414
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 李洪福

本發(fā)明公開了一種環(huán)拋機(jī)的多電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)及其控制方法，所述的系統(tǒng)包括主電源、工控機(jī)、運(yùn)動(dòng)控制模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、電機(jī)模塊、變頻器模塊和數(shù)據(jù)采集卡。本發(fā)明基于LabVIEW平臺和研華通用API函數(shù)框架開發(fā)了多電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，通過工控機(jī)對控制指令進(jìn)行高速處理，通過運(yùn)動(dòng)控制模塊對不同類型的多個(gè)電機(jī)的控制和數(shù)據(jù)采集卡對機(jī)床各部分狀態(tài)的監(jiān)控實(shí)現(xiàn)不同類型的多個(gè)電機(jī)的協(xié)同控制，避免了電機(jī)之間的相互干渉。控制程序?qū)哟胃袕?qiáng)，操作與維護(hù)方便。與利用單片機(jī)、PLC等設(shè)備進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制及測量相比具有更好的可維護(hù)性與穩(wěn)定性，可準(zhǔn)確平穩(wěn)地對多個(gè)伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、變頻電機(jī)、直線電機(jī)和主軸直驅(qū)電機(jī)進(jìn)行控制，提高了控制效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于大尺寸晶體環(huán)形拋光加工領(lǐng)域，特別涉及一種環(huán)拋機(jī)的多電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在大尺寸晶體環(huán)形拋光加工領(lǐng)域中，大尺寸晶體的面形精度要求較高，環(huán)形拋光機(jī)中工件運(yùn)動(dòng)軌跡復(fù)雜，拋光盤運(yùn)動(dòng)必須低速平穩(wěn)，盤面面型測量過程盡量快捷準(zhǔn)確，盤面面型修整過程盡量簡潔高效，這就對環(huán)形拋光機(jī)的多電機(jī)控制系統(tǒng)提出了操作方便、控制穩(wěn)定、加工高效的協(xié)同控制要求。

目前對于多電機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制多基于單片機(jī)芯片設(shè)計(jì)控制電路，控制系統(tǒng)成本較低，維護(hù)和使用較為方便。但對于多個(gè)不同類型的電機(jī)，特別是強(qiáng)調(diào)各個(gè)電機(jī)之間的協(xié)調(diào)控制和高效配合方面，單片機(jī)芯片控制電路開始顯示出其不足。

美國NI公司研制的LabVIEW(Laboratory Virtual instrument EngineeringWorkbench的簡寫，中文名叫《實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器工程工作臺》)軟件，以“軟件就是儀器”為宗旨，主要應(yīng)用于儀器控制、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯示等領(lǐng)域，適用于多種不同的操作系統(tǒng)平臺，編程方便，人機(jī)交互界面直觀友好，具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)可視化分析和控制能力。2016年7月，范志華等在期刊《農(nóng)業(yè)與技術(shù)》上發(fā)表“基于LabVIEW的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)”一文，該系統(tǒng)基于LabVIEW實(shí)現(xiàn)控制步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)過程并實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行速度和時(shí)間，但該系統(tǒng)只控制一臺步進(jìn)電機(jī)，沒有涉及其他多臺步進(jìn)電機(jī)或不同類型的電機(jī)。如果應(yīng)用在大尺寸晶體環(huán)形拋光領(lǐng)域，較難解決多個(gè)電機(jī)的控制問題。中國專利CN 105141204A公開了“一種基于LabVIEW的多電機(jī)控制系統(tǒng)”，該系統(tǒng)利用上位機(jī)和運(yùn)動(dòng)控制卡對多個(gè)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制并被應(yīng)用在視覺測量領(lǐng)域，但該系統(tǒng)控制多個(gè)步進(jìn)電機(jī)，沒有涉及其他不同種類的電機(jī)，如果應(yīng)用在大尺寸晶體環(huán)形拋光領(lǐng)域，較難解決不同類型電機(jī)的協(xié)同控制問題。因此，需要一種多電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對環(huán)形拋光機(jī)的多臺不同種類電機(jī)的協(xié)同控制。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明要設(shè)計(jì)一種能克服大尺寸晶體平面環(huán)形拋光加工過程中不同類型的多個(gè)電機(jī)協(xié)同配合問題的環(huán)拋機(jī)的多電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)及其控制方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種環(huán)拋機(jī)的多電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，包括主電源、工控機(jī)、運(yùn)動(dòng)控制模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、電機(jī)模塊、變頻器模塊和數(shù)據(jù)采集卡；所述的運(yùn)動(dòng)控制模塊包括運(yùn)動(dòng)控制卡A、運(yùn)動(dòng)控制卡B和運(yùn)動(dòng)控制卡C，所述的驅(qū)動(dòng)模塊包括伺服驅(qū)動(dòng)器A、伺服驅(qū)動(dòng)器B、伺服驅(qū)動(dòng)器C、伺服驅(qū)動(dòng)器D、直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、5相步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器和AKD伺服驅(qū)動(dòng)器；所述的變頻器模塊包括變頻器A和變頻器B；所述的電機(jī)模塊包括工件進(jìn)給伺服電機(jī)、工件轉(zhuǎn)動(dòng)伺服電機(jī)、修正盤進(jìn)給變頻電機(jī)、修正盤轉(zhuǎn)動(dòng)變頻電機(jī)、車刀徑向伺服電機(jī)、車刀軸向伺服電機(jī)、測頭徑向直線電機(jī)、測頭軸向步進(jìn)電機(jī)和主軸直驅(qū)電機(jī)；所述的主電源與工控機(jī)連接；

所述的工控機(jī)分別與運(yùn)動(dòng)控制卡A的輸入端、運(yùn)動(dòng)控制卡B的輸入端、運(yùn)動(dòng)控制卡C的輸入端和數(shù)據(jù)采集卡的輸出端連接；

所述的運(yùn)動(dòng)控制卡A的輸出端分別與伺服驅(qū)動(dòng)器A、伺服驅(qū)動(dòng)器B、變頻器A和變頻器B的輸入端連接；所述的伺服驅(qū)動(dòng)器A、伺服驅(qū)動(dòng)器B、變頻器A和變頻器B的輸出端分別與工件進(jìn)給伺服電機(jī)、工件轉(zhuǎn)動(dòng)伺服電機(jī)、修正盤進(jìn)給變頻電機(jī)和修正盤轉(zhuǎn)動(dòng)變頻電機(jī)連接；