技術(shù)頻道

娓娓工業(yè)
您現(xiàn)在的位置: 中國傳動(dòng)網(wǎng) > 技術(shù)頻道 > 應(yīng)用方案 > 高性能半定子繞線機(jī)控制系統(tǒng)

高性能半定子繞線機(jī)控制系統(tǒng)

時(shí)間:2010-12-22 14:38:08來源:zhangting

導(dǎo)語:?本文主要介紹目前國內(nèi)常用的半定子繞線機(jī)控制系統(tǒng)。包括繞線機(jī)控制系統(tǒng)的系統(tǒng)組成、原理,以及多種電機(jī)的控制算法,人性化人機(jī)接口的實(shí)現(xiàn)等。

摘要:本文主要介紹目前國內(nèi)常用的半定子繞線機(jī)控制系統(tǒng)。包括繞線機(jī)控制系統(tǒng)的系統(tǒng)組成、原理,以及多種電機(jī)的控制算法,人性化人機(jī)接口的實(shí)現(xiàn)等。

關(guān)鍵詞:半定子繞線機(jī)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、電機(jī)控制、無級(jí)調(diào)速、穩(wěn)定性、人機(jī)接口

1、引言

      本系統(tǒng)主要針對(duì)于空調(diào)等家用電器馬達(dá)線圈的繞線和排線而設(shè)計(jì)。隨著我國家電行業(yè)的持續(xù)發(fā)展與完善,其市場容量不斷擴(kuò)大,自動(dòng)化程度不斷提高,對(duì)家用電器馬達(dá)的需求量也逐年增長。但由于市場的成熟,競爭必然越演越烈。只有那些產(chǎn)品質(zhì)量好,規(guī)模大、成本低的廠家才能在競爭中贏得市場。而本文介紹的繞線機(jī)控制系統(tǒng)就是針對(duì)這一點(diǎn)而設(shè)計(jì),很適合需要控制質(zhì)量、擴(kuò)大規(guī)模、降低成本的廠家來裝配新設(shè)備或進(jìn)行舊設(shè)備的改造。

圖1.1半定子繞線機(jī)樣圖

圖1.1半定子繞線機(jī)樣圖 

2、系統(tǒng)介紹

      系統(tǒng)由四個(gè)模塊組成:主控電路板模塊、人機(jī)接口模塊、無刷電機(jī)控制模塊,步進(jìn)電機(jī)控制模塊。系統(tǒng)的組成示意圖見圖2.1。

圖2.1系統(tǒng)組成示意圖

圖2.1系統(tǒng)組成示意圖

(1)主控電路板模塊:主要用來協(xié)調(diào)其他三個(gè)模塊的工作,并實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制算法,人機(jī)接口的交互與用戶編程的存儲(chǔ),系統(tǒng)外部事件的捕捉與管理等。

(2)人機(jī)接口:給用戶提供友好的操作編程界面,和完備的系統(tǒng)信息。

(3)繞線電機(jī)控制模塊:由一個(gè)直流無刷電機(jī)和其驅(qū)動(dòng)器組成,完成繞線工作。

(4)步進(jìn)電機(jī)控制模塊:由兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)及配套驅(qū)動(dòng)器組成,共同完成換槽位與排線工藝。 

3、系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)

圖3.1系統(tǒng)硬件組成實(shí)物圖

圖3.1系統(tǒng)硬件組成實(shí)物圖

      系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn),主要目標(biāo)是在保障系統(tǒng)穩(wěn)定性的前提下,最大程度提高系統(tǒng)的性能和降低系統(tǒng)的成本。

(1)主控制板模塊

      主控制板的核心選用高性能的AVR貼片微控制器,不僅運(yùn)算能力強(qiáng)大,內(nèi)部定時(shí)器與中斷資源豐富,自帶2K的可編程EEPROM,可以勝任多個(gè)外部事件實(shí)時(shí)管理、3個(gè)電機(jī)的控制算法、人機(jī)接口交互的實(shí)現(xiàn)、用戶程序的編輯與存儲(chǔ)等。

      另外,主控板上有兩套電源系統(tǒng),穩(wěn)壓5V給微控制器及光耦等芯片供電,24V為外部的輸出信號(hào)供電,提高系統(tǒng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力和抗干擾能力,保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 

(2)人機(jī)接口模塊

      人機(jī)接口模塊硬件,僅由一塊1602字符型液晶,2*4防抖鍵盤電路組成,但通過緊湊的界面實(shí)現(xiàn)所有人機(jī)交互與用戶編程功能。 

(3)繞線電機(jī)控制模塊

      繞線電機(jī)控制模塊硬件,主要由57SW系列高性能直流無刷電機(jī)及配套的WS2208驅(qū)動(dòng)器組成,以及光電感應(yīng)計(jì)數(shù)、測速電路組成。57SW直流無刷電機(jī)與WS2208驅(qū)動(dòng)器搭配,可以實(shí)現(xiàn)200-4000轉(zhuǎn)/分的線性調(diào)速,穩(wěn)態(tài)速度穩(wěn)定,精度可達(dá)±10轉(zhuǎn)/分,而成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于市場上同等性能的主流產(chǎn)品。而計(jì)數(shù)、測速電路僅以一個(gè)光電感應(yīng)開關(guān)為基礎(chǔ),配合一定的高效算法,便實(shí)現(xiàn)了快速、準(zhǔn)確地計(jì)數(shù)、測速功能,大大降低了系統(tǒng)的硬件成本。

(4)步進(jìn)電機(jī)控制模塊

      步進(jìn)電機(jī)控制模塊硬件,根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求,為負(fù)載較大的分度電機(jī)選用了56混合式步進(jìn)電機(jī)與容量較大的DMD403步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,而負(fù)載較小的排線電機(jī)則選用了混合式42電機(jī)及容量較小的DMD402步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。并在軟件上為兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)設(shè)計(jì)了S型加減速算法、間隙補(bǔ)償算法等,讓系統(tǒng)以最簡單的硬件配備,減少運(yùn)行振動(dòng),保證機(jī)器性能和加工效果。

4、軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 

圖4.1 系統(tǒng)軟件框圖

圖4.1 系統(tǒng)軟件框圖

      由圖可知,系統(tǒng)軟件由三個(gè)模塊組成,各模塊又分三層來實(shí)現(xiàn)和管理。

(1)       人機(jī)接口模塊

      此模塊通過鍵盤與LCD液晶的驅(qū)動(dòng),來實(shí)現(xiàn)與管理一系列相關(guān)的用戶界面。模塊利用面向?qū)ο蟮乃枷?,把各個(gè)界面當(dāng)作一個(gè)界面對(duì)象來管理,這樣提高了代碼的重復(fù)利用率,大大節(jié)約了代碼空間。然后在此基礎(chǔ)上,為各個(gè)界面對(duì)象建立了狀態(tài)機(jī)管理機(jī)制,這樣增強(qiáng)了每個(gè)界面對(duì)象的功能,又簡化了各個(gè)界面間的跳轉(zhuǎn)操作,并讓模塊的擴(kuò)展能力得到加強(qiáng)。 

(2)       文件管理接口模塊

      文件管理模塊,在有限的EEPROM空間,建立了29個(gè)定長文件的管理體系。主要記錄文件的參數(shù),以及一些加工的工藝細(xì)節(jié)信息。 

(3)       文件加工模塊

      文件加工模塊,是本系統(tǒng)軟件的核心模塊。在該模塊的API層,①實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)的S型加減速算法,間隙、角度補(bǔ)償算法,減少了機(jī)械運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)和沖擊,并達(dá)到了至少0.5o的精度(精度視具體精度而定,機(jī)械性能良好時(shí),可達(dá)0.1o);②實(shí)現(xiàn)了步進(jìn)電機(jī)二次復(fù)位的算法,保證了系統(tǒng)的復(fù)位精度和穩(wěn)定性;③為繞線電機(jī)實(shí)現(xiàn)了S型的無級(jí)調(diào)速算法,使得繞線電機(jī)可以在2s內(nèi)平穩(wěn)升速到3000轉(zhuǎn)/分,并基本無過沖,保證了效率和繞線質(zhì)量。④通過主控板的捕捉中斷功能,并輔以定時(shí)器建立的時(shí)間坐標(biāo),實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)繞線計(jì)算和測速功能。

      在本模塊的應(yīng)用層,根據(jù)加工文件建立了狀態(tài)機(jī)來管理和實(shí)現(xiàn)繞線加工過程的所有工藝要求。使用狀態(tài)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于①對(duì)于加工過程復(fù)雜的工藝,狀態(tài)機(jī)流程清晰,便于管理;②轉(zhuǎn)態(tài)機(jī)好的擴(kuò)展性,可以幫助系統(tǒng)適應(yīng)更多應(yīng)用場合的工藝需求。

圖4.2 文件加工實(shí)現(xiàn)示意圖

圖4.2 文件加工實(shí)現(xiàn)示意圖

5. 結(jié)束語

      本系統(tǒng)依據(jù)空調(diào)室內(nèi)機(jī)等家用電機(jī)的半定子量身定制。采用先進(jìn)運(yùn)動(dòng)控制算法控制2路步進(jìn)電機(jī),1路無刷電機(jī);實(shí)現(xiàn)了友好的人機(jī)接口界面與簡易的編程方式;實(shí)時(shí)高效的繞線計(jì)數(shù)與測速功能。整個(gè)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)上,很好的把高性能和低成本結(jié)合在一起,具備很強(qiáng)的市場競爭能力,并已成功應(yīng)用于浙江臥龍家用電機(jī)有限公司。

標(biāo)簽:

點(diǎn)贊

分享到:

上一篇:MPC08卡在五軸LCD自動(dòng)檢測儀...

下一篇:微能WIN-V63矢量控制變頻器在...

中國傳動(dòng)網(wǎng)版權(quán)與免責(zé)聲明:凡本網(wǎng)注明[來源:中國傳動(dòng)網(wǎng)]的所有文字、圖片、音視和視頻文件,版權(quán)均為中國傳動(dòng)網(wǎng)(m.u63ivq3.com)獨(dú)家所有。如需轉(zhuǎn)載請(qǐng)與0755-82949061聯(lián)系。任何媒體、網(wǎng)站或個(gè)人轉(zhuǎn)載使用時(shí)須注明來源“中國傳動(dòng)網(wǎng)”,違反者本網(wǎng)將追究其法律責(zé)任。

本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明其他來源的稿件,均來自互聯(lián)網(wǎng)或業(yè)內(nèi)投稿人士,版權(quán)屬于原版權(quán)人。轉(zhuǎn)載請(qǐng)保留稿件來源及作者,禁止擅自篡改,違者自負(fù)版權(quán)法律責(zé)任。

網(wǎng)站簡介|會(huì)員服務(wù)|聯(lián)系方式|幫助信息|版權(quán)信息|網(wǎng)站地圖|友情鏈接|法律支持|意見反饋|sitemap

傳動(dòng)網(wǎng)-工業(yè)自動(dòng)化與智能制造的全媒體“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新服務(wù)平臺(tái)

網(wǎng)站客服服務(wù)咨詢采購咨詢媒體合作

Chuandong.com Copyright ?2005 - 2024 ,All Rights Reserved 深圳市奧美大唐廣告有限公司 版權(quán)所有
粵ICP備 14004826號(hào) | 營業(yè)執(zhí)照證書 | 不良信息舉報(bào)中心 | 粵公網(wǎng)安備 44030402000946號(hào)