涂胶机运动控制系统分析
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涂胶机是用于给机柜、灯具、蓄电池、汽车等有密封要求的产品，按照密封轨迹涂密封胶的一种工业生产机床。标准涂胶机运动控制系统为三轴联动，通过直线插补与圆弧插补完成涂胶轨迹。本文主要对三维涂胶机的运动控制系统原理与结构进行分析。 运动控制系统是以电动机为控制对象，以控制器为核心，以电力电子、功率变换装置为执行机构，在控制理论指导下组成的电气传动控制系统。一个典型的现代运动控制系统的硬件主要由上位计算机、运动控制器、功率驱动装置、电动机和传感器反馈检测装置和被控对象等几部分组成。 三维涂胶机运动控制器为基于总线的运动控制器。用计算机硬件和操作系统，结合运动控制应用程序来实现的，具有高速的数据处理能力。总线形式上为104总线、RS232接口和USB接口。运动控制器采用DSP芯片作为CPU，可完成运动规划、高速实时插补、伺服滤波控制和伺服驱动、外部IO之间的标准化通用接口功能。控制器支持功能强大的运动控制软件库、C语言运动函数库、Windows DLL动态链接库等，根据工艺需求，在WINDOWS等平台下开发应用软件，组成涂胶机运动控制控制系统. 运动控制形式有点位运动控制、连续轨迹运动控制、同步运动控制。 点位运动控制即仅对终点位置有要求，与运动的中间过程即运动轨迹无关。 同步运动控制是指多个轴之间的运动协调控制，可以是多个轴在运动全程中进行同步，也可以是在运动过程中的局部有速度同步。 三维涂胶机控制方式为连续轨迹运动控制，又称为轮廓控制，主要对胶头的运动轨迹进行控制。该控制方式要求系统在高速运动的情况下，既要保证系统加工的轮廓精度，还要保证胶头沿轮廓运动时的切向速度的恒定。对小线段加工时，有多段程序预处理功能。 三涂胶机运动控制器硬件结构 涂胶机系统以基于“PC机 运动控制器”为核心，采用运动控制器、驱动器和交流伺服电动机构成一个开放式硬件结构。在该伺服控制系统中，控制器上CPU与PC机CPU构成主从式双CPU控制模式。PC机负责人机交互界面的管理和控制系统的实时监控等方面的工作，例如键盘和鼠标的管理、系统状态的显示、控制指令的发送和外部信号IO的监控等。运动控制器配备内容丰富、功能强大的运动函数库，供用户使用完成电动机的运动规划。系统采取脉冲输出的位置控制方式，脉冲频率的大小控制电机的速度，信号的正负控制电机正反转，以实现三轴的位置控制。X轴、Y轴、Z轴原点、限位检测是通过接近开关来实现，原点检测开关作为每个轴的零点位置，限位检测开关确保每轴工作行程极限。这些状态信号送入运动控制卡状态寄存器后由CPU随时读出，达到对IO状态信号的检测。在硬件上，运动控制器上的光电隔离措施既隔离了外设对内部数字系统的干扰，有能有效防止过电压、过电流等外界突发事件对计算机系统的损坏，大大提高了系统的控制精度和可靠性。 四涂胶机运动控制系统的软件结构 涂胶机运动控制器配备有运动函数库，函数库为单轴及多轴的步进或伺服控制提供了许多运动函数，如单轴运动、多轴独立运动、多轴插补运动以及多轴同步运动等等。运动控制器组成的控制系统，采用VC语言开发友好的人机界面应用程序、方便的人机交互和管理。系统的程序结构模块如图所示，除了主体的运动控制程序外，还包括初始化、与PC实时数据交互、系统保护、状态监测等部分。 五结语 |
