基于VersaMax Micro Motion Controller的物料搬运系统的设计

设计了基于VersaMax运动控制模块的物料搬运系统,着重对运动控制模块的参数进行了计算和配置,给出了系统的程序设计。实践表明,该系统定位准确,运行可靠,使用效果良好。

S7-1500与V90 PN通过PROFINET实现运动控制

在深入研究支持工业以太网PROFINET的PLC与伺服驱动器之间通信的基础上,选择西门子的中高端PLC S7-1500及新品伺服驱动器V90 PN、伺服电机S-1FL6搭建了运动控制系统,并选择西门子精智面板TP700作为人机交互系统。介绍了运动控制系统的系统构成、伺服驱动器配置、PLC硬件及通信组态、触摸屏组态、PLC程序设计等。对运动控制系统的研究可应用于工程的实际现场设备或高等学校的实训设备,具有一定的实用价值。

西门子Simotion运动控制系统在托辊管生产中的应用

分析了托辊管生产线的工艺流程,结合西门子Simotion运动控制系统,设计了一种全自动托辊管生产线。采用伺服技术进行定长送料,运用三锯片进行环切,保证了管料的精确快速切割;同时将SIEMENS Simotion D运动控制系统、伺服功率单元、变频器MM440、触摸屏TP177B、远程输入输出模块ET200M作为生产线的主要控制单元,使机床的操作更加灵活可靠,大大降低了劳动者的劳动强度,提高了劳动生产率。

ControlLogix控制系统在伺服系统中的应用

设计了一种基于ControlLogix控制系统和SERCOS网络的伺服系统,应用相应软件设计了控制程序和监控系统。实际运行结果表明,所设计的系统具有良好的实时性,监控系统操作方便,能够实现精确地定位控制、多轴协调运动;同时可实现多轴轨迹运动插补控制,并能保证较小的运动误差。

基于GMS摩擦力补偿和干扰观测器的高精度速度控制

为了降低机械轴系摩擦力扰动对于伺服控制器在低速运动控制精度的影响,进一步提高传统伺服控制器对于稳定平台的控制能力,提出了一种基于广义Maxwell滑动(generalized Maxwell-slip,GMS)摩擦力模型前馈和干扰观测器的高精度摩擦力补偿方案。首先在传统控制基础上引入GMS摩擦模型前馈补偿对摩擦扰动进行初步的补偿;然后,通过加入干扰观测器,对残余扰动及其他扰动进行第2次的抑制。利用实物平台对控制方法的低速运动性能进行了测试,对比设计的控制算法和传统PI控制器的控制结果,验证提出的控制策略抑制摩擦扰动的效果。结果表明,基于GMS摩擦力前馈和干扰观测器的控制方案有效的补偿了摩擦非线性、模型不确定性等因素对于控制系统的影响。新方法可将稳定平台低速运动时的控制误差降低到0.015°/s,在实际工程中具有较高的应用价值。

基于C#的动物离心机上位机控制系统设计

为满足航空航天实验需要,研发一款平稳运行、功能齐全的动物离心机。根据动物离心机的结构,将控制策略分为两部分,利用电子计算机+运动控制器实现试验平台的位置控制,利用电子计算机+伺服驱动器实现主轴旋转运动控制,采用编码器反馈控制精度。上位机操作系统基于C#语言,使用Visual Studio开发工具,MySQL数据库,设置了输入异常、通信异常、主轴转速阈值、试验平台旋转角度阈值等异常处理方案,确保动物离心机设备的运行稳定。开发出的控制系统具有较高的稳定性和精确性,在离心机主轴转速为10、15、20、30 r/min,试验平台旋转角度和俯仰角度为5°、10°、15°、20°时,编码器测量结果与输入参数基本符合,运行平稳达到实验要求。研发出的动物离心机设备能够灵活、可靠运转,提供多轴向G值加速度力学环境仿真,便利高载荷力学环境下生理实验研究。

桌面式电火花加工机床数控系统硬件设计

针对桌面式电火花加工机床数控系统的兼容性和加工放电要求,课题组设计了一款基于ARM和现场可编辑门阵列(field programmable gate array, FPGA)的电火花加工机床数控系统硬件平台。该平台任务分配均匀合理,以ARM处理器为核心搭建上位机,移植Linux系统进行多任务处理、人机界面、插补运算等任务;以FPGA为核心搭建的下位机系统负责运动控制、放电脉冲控制、辅助模块控制等任务;硬件平台的搭建采用了核心板+基板的方式并采用以太网口进行通信。试验结果表明该硬件平台搭建的数控系统可以较好地完成电火花小孔加工。该研究提供了一种移植性好、迭代升级成本低、适配多种脉冲电源的电火花加工机床数控系统硬件平台设计方案。

基于命令滤波的多电机协同控制设计及多轴辊压系统应用

针对多电机同步驱动的调速及伺服系统高精度协同控制问题,设计了基于命令滤波反步技术及虚拟主轴同步控制策略的高性能协同控制方法。结合永磁同步电机动力学模型与直轴电流闭环为0的矢量控制策略,构建交直轴解耦的简化多电机模型。基于命令滤波反步技术,设计多电机协同控制器,避免传统反步法控制器设计过程中的项数爆炸问题。进一步采用虚拟主轴同步控制策略设计多个电机之间的同步反馈信号,避免“伺服打架”现象产生的额外能量损耗及机械结构损伤。将所设计控制方法应用在烟草多轴辊压系统中,通过实际生产数据验证了所提方法的有效性与优越性。

垃圾坑擦窗机伺服控制系统设计与应用

介绍了智能擦窗机的工作原理及伺服控制系统的控制思想,着重阐述了以上位机西门子SMART 1000 V3触摸屏,下位机西门子S7-200/S7-200 Smart PLC及三菱MR-JE-40A伺服放大器、三菱HG-KN43J-S100电机,以及阀门、水泵构成的伺服电控系统。通过擦窗速度的设定和擦窗距离来计算出脉冲频率和脉冲数,从而精准地控制擦窗机运动。

上机架移动设备的同步控制系统

根据伺服电机驱动产品在上机架移动设备上使用时遇到的问题,采用了基于西门子1500PLC运动控制技术的同步控制系统。介绍了系统的硬件配置及软件控制,分析了实际使用效果。系统完全满足机械的工艺要求,设备运行高效、稳定。

机器视觉技术在组件挑选设备中的应用研究

电触头组件挑选设备是一种基于机器视觉技术在组件挑选工序中专用的生产设备。本文介绍一种基于海康威视图像处理软件的组件挑选设备,它由工控机、CCD图像处理软件、伺服控制器、玻璃圆盘、振动盘上料装置、良次品分离装置、运动控制器等部件构成,实现银基组件高速CCD机器视觉、缺料停机、良次品分离及分析统计等功能。该组件机器视觉挑选设备识别精准,满足各种电触头组件生产的挑选工艺要求,提高生产效率及降低企业人力成本,具有一定的推广应用价值。

ControlLogix控制的交流伺服系统在工业机器人中的应用

工业机器人的运动控制非常复杂,使用RsLogix5000编程软件,采用ControlLogix控制的数字伺服系统,简化了控制过程,很好地满足了工业机器人的精度要求。

面向全自主智能机器人的无标定图像视觉伺服控制研究

在利用全自主智能机器人检测、搬运目标物的过程中,为了提高主机元件对机器人的伺服控制效果,设计了一种无标定图像视觉伺服控制方法;首先,根据机器人轨迹的无标定估计结果,计量目标物的位姿点,推导出机器人无标定图像中的目标物检测与追踪条件;按需连接视觉伺服控制器,通过求解机器人无标定运动内积的方式,计算图像视觉特征的伺服选择标准,实现对机器人无标定图像视觉特征的伺服选择;然后,在无标定图像中定义雅克比矩阵,根据图像视觉分割原则,完成机器人图像角点的伺服匹配处理,再通过确定强化控制参数的取值范围,实现无标定图像的视觉伺服控制;根据实验可知,应用该方法可以解决智能机器人难以运动至标定区域的问题,为提高伺服控制指令的执行有效性提供了保障。

SERVO GUIDE在EP20型全电伺服数控转塔冲床上的应用

对EP20型全电伺服数控转塔冲床作了介绍,该种机床是目前国内外最前沿产品,具有高效节能、噪声小等优点。在同等配置下如何提高机床的加工效率,对产品的市场占有率具有决定性作用。而提高数控机床各轴的响应速度,降低响应时间,对机床的效率提高有着重大影响。SERVO GUIDE伺服调整软件是FANUC 0I-PD数控系统提供的专用伺服调整软件。本文对该软件的运用进行了介绍,深入说明了其使用的理论基础。

一种集装箱卸货机器人控制系统设计

目前物流行业的集装箱卸货设备控制系统智能化水平低,集装箱卸货作业往往需要多人辅助,存在卸货效率低、人工劳动强度大等问题。对此该文设计了一种集装箱卸货机器人控制系统,采用先进的机器视觉结合现代总线式交流伺服系统,对卸货机器人进行运动控制,实现集装箱卸货的全自动化。并利用伺服电机的转动惯量在线识别与参数自整定,对卸货机器人的电机稳定性进行优化。实验表明,该卸货机器人能够完成针对冷链标准40尺集装箱的盒装货物的全自动化卸货,卸货效率可达5 s/件,并在大连市辽渔集团有限公司得到初步现场试验,通过大连市科技攻关项目验收。

基于V90控制器的龙门机构运动控制系统

随着制造业的飞速发展,龙门机构因其可靠性好、重复性高,广泛应用于平面运动系统中。使用西门子S7-1511T控制器和V90伺服系统,构建一种基于龙门运动机构的测量系统。该系统在X轴方向上使用双电机驱动,以保证测量系统达到1丝的精度。

基于伺服电动机目标位置控制实验平台

针对传统三闭环控制方法无法满足一些高性能位置伺服控制的问题,为提高伺服系统自动化和电气工程及其自动化专业的工程创新教学水平,自主设计和开发可验证、可评价的开放性实验项目。搭建了基于PLC的工艺对象驱动伺服电动机控制平台,采用博图软件对控制器和驱动器进行硬件组态,实现伺服电动机实时转速、转向、制动和定位等功能设置。以圆盘同步设备操作为例设计切纸机操作系统,指导学生完成牵引辊和横切刀的点动、回零、定位和同步功能设置。以项目实施的形式进行实践教学,提高新工科背景下学生解决复杂工程问题的能力。

基于PLC的纸尿裤包装袋封口控制系统设计

为解决纸尿裤包装袋封口环节人工操作效率不高且劳动强度大的弊端,在分析工艺流程的基础上,搭建以FX5U PLC、运动控制器、伺服驱动单元以及人机界面等关键器件为核心的系统硬件,利用GX Works 3软件编写控制程序,利用EasyBuilder Pro V 6.02软件组态人机界面,设计了一款纸尿裤包装袋封口控制系统,实现了纸尿裤包装袋全自动封口以及人机界面对生产过程的实时监控,提高了生产效率和智能化程度。

基于PLC的三轴机械臂控制系统设计

基于三轴机械臂在工业生产中的广泛应用及运行控制要求,采用以PLC为核心控制器,将伺服电机、传感器、触摸屏、交流伺服装置、工控计算机及丝杆工作台等组合后,设计出一种三轴运动控制系统,并用西门子组态上位机软件WinCC完成对系统的实时监控。通过编写程序下载至系统平台后可完成整个系统的精准定位,实现机械臂不同运行轨迹的操作。空间轨迹控制中利用工控计算机的强大运算能力,将位置数据传送到可编程控制器中,控制PLC的脉冲频率达到伺服电机按照设定的位置进行精准位移,实现对三轴机械臂系统的轨迹控制。现实生产中,该文设计出的控制系统有非常高的应用价值。

天基空间目标监视中转台伺服控制系统的设计

为了实现高精度目标跟踪,研制了一套以数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)和现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)为双核心处理器的二维跟踪转台伺服控制系统。控制算法采用位置环和速度环的双闭环比例积分(Proportional-Integral,PI)控制,通过串联校正改善了开环系统的相角裕度和幅值裕度,提高了闭环系统的带宽,最终实现了二维转台高精度、低速平稳的控制。机构和控制器联合调试结果表明:对方位轴和俯仰轴分别做最大速度和最大加速度的正弦引导时,方位轴最大跟踪误差为0.006°,误差均方根值为3.25″;俯仰轴最大跟踪误差为0.005°,误差均方根值为3.24″。测试结果证明该控制系统能够实现二维转台的低速平稳运行,满足大型转台伺服控制系统的性能要求。