虚拟仪器下无轴传动系统开发研究

采用"PC+运动控制器+伺服电机"的控制方案设计开发了基于虚拟仪器的无轴传动多轴运动监控系统,并在Windows平台上用LabVIEW语言对多轴运动监控系统进行了开发研究,验证了方案的可行性和可靠性。研究证明,该系统能够实现对多伺服电机进行开放性控制,同时实现单独电机驱动平台的电机性能参数、平台各轴运动状态在线监测等功能,满足印刷设备同步控制要求。该无轴传动监控系统不仅适用于印刷机械,也可应用于其它无轴传动设备中。     

基于LabVIEW监控的伺服运动模式研究

研究伺服运动日常控制模式中最常用的点动、固定步长、扫描3种模式,并总结其规律性。同时运用LabVIEW这种先进的测控软件实现对运动的监控。控制模块简化了控制设计流程,同时还实现了远程网络多轴运动控制。多个项目的移植测试结果表明,该文分析和建立的3种独立的伺服运动模块可以在单轴运动控制中采用,也可以在多轴运动控制系统中采用。而基于LabVIEW软件的可视化界面能够运用VI动态调用的方式,提供给其他VI设计。     

基于MODBUS协议的多轴控制系统设计

在工程自动控制系统中,不仅需要多个变量来描述一个系统,而且需要同时控制多个变量,多运动轴按预定运动参数进行联动。针对电子设备中多轴控制的功能要求,设计了基于MODBUS协议的多轴运动控制系统。该系统采用运动控制芯片+微处理器的双CPU结构,增强了系统的抗干扰性,可实现多轴控制芯片来控制电机的运转,提高了运动控制精度,且结构简单,性能稳定,成本低廉,可用于多轴联动的工业设备控制系统中,具有很好的可移植性和拓展性。     

无轴单张纸输纸机同步控制系统研究

多轴协调控制是运动控制系统中的重要技术,多轴运动控制系统的性能优劣取决于协调控制策略.无轴单张纸输纸机要求保证各驱动轴之间的运动保持严格的同步,解决输纸机各运动轴速度和相位的同步控制问题,也就是解决多轴运动同步问题.介绍了多轴运动控制系统中采用的一种滑模变结构控制策略,并把该策略应用于无轴单张纸输纸机.仿真试验结果表明,滑模变结构控制能够提高多轴控制系统的稳定性和自适应能力,满足系统响应速度和控制精度的要求.     

基于数控平台的超长工件多功能协作加工监控技术

分析超长工件在数控平台上完成多个工位及其功能体协作监控的技术要求,围绕SINUMERIK840D数控系统为控制平台,设计了超长工件多轴协作的控制实现原理,给出了加工过程监控系统的实时数据库构建方法与主轴自动定位控制原理,探讨了监控系统中各功能部件在数控平台上的实现步骤,通过应用Visual Studio和840D OEM为混合工具,开发实现了基于数控平台的超长工件监控系统,最后给出了系统在500 m长钢轨整形加工中应用的具体实例.结果表明给出的多功能协作的监控技术在超长工件加工控制中应用的可行性.     

基于CAN-bus的自动焊接控制系统设计

在一款法兰自动焊接系统的设计中,涉及到多轴伺服运动和多个气动装置的控制。针对此焊接系统的控制需要,设计了基于CAN-bus的PLC分布式运动控制系统。     

高精度三轴机械臂运动轨迹控制系统

以实现三轴机械臂系统运动轨迹的精确控制为目标,系统的硬件部分主要采用了施耐德运动控制器LMC058、带有CAN总线接口的交流伺服驱动器LXM32AU45M2和伺服电机,并结合相关的通信协议使互相独立的硬件部分形成统一的整体来控制三轴机械臂联动时的运动轨迹;软件部分使用So Machine编程软件编程和仿真,设计的程序主要包括单轴水平运动和二维插补运动;远程监控部分利用Vijeo-Designer触摸屏开发软件和以太网通信技术对控制系统进行远程监控和调试。实验结果表明,该系统可以以较高的控制精度,较快的响应速度生成预期的运动轨迹。     

纤维自动铺放设备多轴运动控制系统设计

根据纤维自动铺放设备的结构特点和工艺过程,分析了各运动轴之间的运动关系。针对系统轴数较多,且控制要求各不相同的特点,设计了包含数控系统和运动控制器在内的分布式多系统运动控制方案。选用西门子840D sl数控系统实现铺丝系统运动控制,在支撑系统和送丝系统中选择英国Trio公司的Euro 2O9运动控制器作为控制核心。研究了各系统间协同控制问题,给出了工控机同运动控制器及数控系统的通讯方法。样机的试运行表明:各子系统间信息交换顺畅,控制系统整体运行稳定,控制效果良好。     

基于Android和物联网的四轴运动平台控制系统设计与实现

针对多工位工件自动装配系统,设计并实现了一种基于Android和物联网的四轴运动平台控制系统,完成了系统软硬件的设计开发与搭建。对四轴运动平台进行了三维建模,加工并搭建出样机。系统硬件主体搭建分三部分:Android智能控制终端、单片机中央控制器和电动机运动控制模块。软件开发包括Android手机APP及单片机主控程序开发。系统采用成熟的C/S架构,智能手机作为客户端,通过WIFI与服务器端即中央控制器实现通信和数据传输。主控程序中,设计并实现了自动控制及手动控制两种模式,采用S型加减速曲线,对电动机轴进行单一及联动控制,实现对四轴运动平台的控制。经实际测试,系统界面友好、操作灵活,且稳定可靠、实时性好。     

基于OPC UA技术的物料搬运监控系统设计

为了控制机械手完成箱体内物料的搬运,同时实时监视物料搬运情况与各轴电机运行情况,设计了物料搬运监控系统。系统由上位机与下位机两部分组成,二者通过OPC UA协议进行数据交换。上位机作为OPC UA客户端向下位机NX运动控制器发送源位置、目标位置、启动信号,NX运动控制器控制机械手将出料箱的物料吸起后搬运至接料箱释放,释放完成后修改SQL sever数据库。运用C#语言编写了上位机监控软件,设计了OPC UA客户端程序、用于数据库操作的sqlHelper类、物料搬运监视界面、各轴电机运行情况监视界面等。     

基于PMAC运动控制卡的风洞风速控制系统

介绍了一种基于PMAC多轴运动控制卡的风洞风速控制系统。采用Pc作为上位机,PMAC运动控制卡为控制核心,风速传感器为反馈,控制两套交流旋转伺服系统驱动风扇运转。建立了伺服系统的控制模型并在Simulink仿真环境下进行了仿真;利用Visualc#语言开发设计了风洞风速控制软件。在所搭建风速控制平台上进行风速控制实验,结果表明该风洞控制系统能够快速、准确实现风速的调控。     

直线伺服电机在精密驱动与定位平台中的应用

以安川直线伺服电机在表面缺陷视觉检测系统中的应用为例,介绍了多轴直线伺服电机在精密驱动与定位平台中的应用技术,分析了直线伺服电机和伺服驱动器的定位与运动性能,论述了安川直线伺服电机驱动系统运行的实现方法,包括系统的初始化、编写运动程序,将HMI、运动控制器和PC组成局域网,实现三者之间数据查看与修改,及远程控制多轴电机运行、查看实时运行情况和对报警进行处理等功能。     

A control strategy with motion smoothness and machining precision for multi-axis coordinated motion CNC machine tools

The advanced manufacture technology requires that multi-axis coordinated motion computer numerical control (CNC) machine tools have the capability of high smoothness and high precision. At present, the study of the motion smoothness mainly concentrates on the acceleration and deceleration control method and the look-ahead process of velocity planning in the interpolation stage. The control strategy of the contouring error mainly focuses on tracking error control, cross-coupling control, and optimal control. In order to improve the motion smoothness and contouring precision for multi-axis high-speed CNC machine tools, a multi-axis modified generalized predictive control approach was presented in this paper. In the control strategy, the estimation models of tracking error, contouring error, velocity error, and acceleration error were structured separately. A new improved quadratic performance index was proposed to guarantee the minimum of these errors. Generalize predictive control was also introduced, a multi-axis generalized predictive control model was deduced for motion smoothness and machining precision for multi-axis coordinated motion CNC system, and an approved multi-axis generalized predictive controller based on the model was designed in this paper. The proposed predicted control approach was evaluated by simulation and experiment of circular, noncircular, and space line trajectories, respectively. These simulative and experimental results demonstrated that the proposed control strategy can significantly improve the motion smoothness and contouring precision. Therefore, the new position control method can be used for the servo control system of multi-axis coordinated motion CNC system, which increases motion smoothness and machining precision of CNC machine tools.     

基于DSP和FPGA的运动控制器设计

根据全自动校直机多轴运动控制的要求,设计了一种基于DSP和FPGA技术的校直机专用多轴运动控制器。该控制器主要以数字信号处理器(DSP)为核心,通过FPGA进行功能扩展,实现了对多个交流伺服电机或电液伺服阀的全闭环控制。控制器集成了编码器信号采集、PLC接口、16位高速AD采集和计算机通讯接口,集成度高、运算速度快。     

五自由度电液伺服机械手运动控制系统研制

针对电液液伺服机械手在实际应用过程中存在运动精度低、运动平稳性差,控制模型存在非线性的问题,利用电液液伺服机械手具有负载能力强,能量密度大的优势,对机械手运动控制系统进行了研制。首先采用闭链矢量法对TCP进行了准确的位置矢量表示;其次,引入5阶B样条插值方法和改进型粒子群优化算法,得到了连续的TCP空间位移轨迹,实现了TCP位置的最优轨迹规划;最后,引入常规PID,IL-PID,NDI等控制策略,采用分级控制管理方案,实现了机械手各关节的运动控制,并利用5自由度电液伺服机械手进行了仿真和实际实验。研究结果表明:该运动控制系统能够准确地控制机械手在高负载,高精度要求下进行规定运动。     

基于自抗扰控制的变速非圆车削技术研究

为了抑制非圆截面工件加工时的颤振,将变速加工应用于非圆截面车削中,设计了变速车削系统结构,分析了变速车削抑制颤振、提高稳定性的机理,设计了适于变速非圆车削的直线伺服单元,单元控制采用自抗扰控制技术.车床控制系统采用PMAC(Programmable multi-axis controller)时基控制法,实现刀具驱动进给和工件变速旋转的协调控制,完成非圆截面的变速车削.结果表明,直线伺服单元能很好地跟踪刀具目标值,非圆截面车削加工精度和稳定性得到了提高.     

三自由度并联机床控制系统设计与实现

针对三自由度并联机床运动控制的特点,基于VC++开发了一个应用于该机床的控制系统.该系统采用了多轴运动控制卡为主体,基于"工控机+多轴控制卡"方式开发了硬件平台.测试结果表明,系统设计合理,能准确实现并联机床控制系统的基本功能.     

基于CAN总线的运动控制网络系统通讯软件开发

介绍了一种基于CAN总线的先进的开放式运动控制系统的通讯软件设计。针对多轴运动控制系统对轨迹联动位置与速度要求的特点,在设计中实现了基于跟踪误差情况下PC机对各伺服电机控制器参数的实时校正。     

图像拼接技术在爬壁机器人位置伺服控制系统中的应用

针对传统爬壁机器人对裂缝图像拼接效果差而导致位置控制结果不精准、工作效率较差的问题,提出基于图像拼接的爬壁机器人位置伺服控制系统.选取 STM３２F１０３RCT６ 为主控芯片,采用气动方式设计机械气动结构,利用 PLC 位置伺服控制器实现故障电路检测.设计视觉控制平台,避免强电磁场影响.软件部分依据 CCD 相机实现机器人视觉监测,采用图像拼接技术删除相邻图像的边缘处重叠部分,实现对墙壁裂缝的准确监测,利用机器人运动速度及机器人预设位置轨迹计算爬壁机器人的位置伺服控制值,将该值传输至系统硬件,实现位置伺服控制.由实验结果可知,所设计系统对裂缝全景图像拼接的精准度较高,机器人的位置伺服控制准确率为 ９７．５％ .     

基于CAN总线的多轴同步运动控制系统

针对工业上现代机电设备广泛采用的主从式同步运动控制器不能解决任意轴负载变化对同步性能的干扰等问题。在CAN总线基础上,采用虚轴法的同步控制策略,设计了一个网络化、开放式的多轴同步运动控制系统。使用专用运动控制芯片LM628作为电机的运动控制器,简化了系统的软硬件设计。实验结果证明该方法可解决多电机在运动中出现负载扰动时如何保持同步的问题。