[發明專利]一種基于PLC單元的三軸運動控制系統

在審

• 申請號: 202111110458.9
• 申請日: 2021-09-23
• 公開（公告）號: CN113848813A
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 潘建華;嚴益超;王恩和;李志宏
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G05B19/414
• 分類號: G05B19/414
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺

1.一種基于PLC單元的三軸運動控制系統，其特征在于，包括：上位機(1)、PLC單元(2)、定位控制單元(3)、三軸滑臺模組；

所述三軸滑臺模組包括依次連接的X軸滑臺、Y軸滑臺、Z軸滑臺；

所述上位機(1)用于設定三軸滑臺模組的控制參數，包括X軸滑臺的控制參數、Y軸滑臺的控制參數、Z軸滑臺的控制參數；

所述PLC單元(2)中設定有Z軸控制程序，用于對Z軸滑臺運動進行控制；

所述定位控制單元(3)中設定有兩軸聯動控制程序，用于對X軸滑臺和Y軸滑臺進行聯動控制；所述定位控制單元(3)的兩軸聯動控制程序中還設有用于產生Z軸驅動指令的m代碼；

所述上位機(1)與PLC單元(2)之間通信連接，上位機(1)將各軸滑臺的控制參數均發送給PLC單元(2)；

所述PLC單元(2)與定位控制單元(3)之間通信連接，PLC單元(2)將X軸滑臺的控制參數以及Y軸滑臺的控制參數發送給定位控制單元(3)，定位控制單元(3)根據X軸滑臺的控制參數以及Y軸滑臺的控制參數執行兩軸聯動控制程序，對X軸滑臺和Y軸滑臺進行聯動控制；

所述定位控制單元(3)在兩軸聯動控制程序中執行m代碼，產生Z軸驅動指令；所述定位控制單元(3)將Z軸驅動指令發送給PLC單元(2)，PLC單元(2)接收Z軸驅動指令后，根據Z軸滑臺的控制參數執行Z軸控制程序，控制Z軸滑臺運動。

2.根據權利要求1所述的一種基于PLC單元的三軸運動控制系統，其特征在于，所述PLC單元(2)還用于監測Z軸滑臺的實際運動狀態，以及通過定位控制單元(3)監測X軸滑臺和Y軸滑臺的實際運動狀態；PLC單元(2)將各軸滑臺的實際運動狀態發送給上位機(1)，上位機(1)還用于顯示各軸滑臺的實際運動狀態；

實際運動狀態包括：滑臺的當前位置和當前速度。

3.根據權利要求1所述的一種基于PLC單元的三軸運動控制系統，其特征在于，用戶通過上位機(1)選定各軸的控制模式以及控制各軸的啟動、暫停、正轉、反轉；控制模式包括手動控制模式和自動控制模式。

4.根據權利要求1或2或3所述的一種基于PLC單元的三軸運動控制系統，其特征在于，所述上位機(1)包括觸摸顯示屏，所述觸摸顯示屏中設計有控制界面。

5.根據權利要求1所述的一種基于PLC單元的三軸運動控制系統，其特征在于，所述定位控制單元(3)采用可控制兩軸聯動的FX2N-20GM。

6.根據權利要求5述的一種基于PLC單元的三軸運動控制系統，其特征在于，所述定位控制單元(3)通過軟件FXVPS-E并以cod指令編寫兩軸聯動控制程序。

7.根據權利要求1所述的一種基于PLC單元的三軸運動控制系統，其特征在于，所述三軸滑臺模組是由三個滾珠絲杠滑臺模組構成；所述三軸滑臺模組還包括：設置于各軸上的步進電機和用于驅動各軸步進電機的驅動器；

所述PLC單元(2)向Z軸的驅動器發送脈沖信號，Z軸的驅動器根據脈沖信號驅動Z軸的步進電機，根據脈沖個數和脈沖頻率控制Z軸滑臺的位移量和運動速度，控制Z軸滑臺運動；所述定位控制單元(3)分別向X軸和Y軸的驅動器分別發送對應的脈沖信號，X軸和Y軸的驅動器根據對應的脈沖信號分別驅動X軸和Y軸的步進電機，根據脈沖個數和脈沖頻率控制X軸滑臺和Y軸滑臺的位移量和運動速度。