一種雙電機(jī)同軸線實(shí)時(shí)同步拖動(dòng)系統(tǒng)及同步方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電機(jī)同步拖動(dòng)系統(tǒng)及同步方法，具體涉及一種雙電機(jī)同軸線實(shí)時(shí)同步拖動(dòng)系統(tǒng)及同步方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化程度的提高以及生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，基于單電機(jī)的傳動(dòng)方法已經(jīng)越來(lái)越難以滿足高精度和高柔性化的生產(chǎn)線傳輸要求,多電機(jī)傳動(dòng)的需求不斷增大,多電機(jī)傳動(dòng)控制方法是指通過(guò)機(jī)械或者電控方法同時(shí)對(duì)多臺(tái)電機(jī)進(jìn)行精確控制與補(bǔ)償以達(dá)到多電機(jī)協(xié)調(diào)傳動(dòng)的一種控制方法，具有傳送精度高、同步性好等優(yōu)點(diǎn)。
[0003]以金屬網(wǎng)帶傳輸為例，金屬網(wǎng)帶的結(jié)構(gòu)如圖4所示，由彈性金屬網(wǎng)、直心力骨以及馬蹄形鏈片組成。在傳輸過(guò)程中，馬蹄形鏈片的中空部分嚙合在鏈輪上，電機(jī)帶動(dòng)鏈輪拖動(dòng)金屬網(wǎng)帶運(yùn)動(dòng)。由于應(yīng)用場(chǎng)合不同，金屬網(wǎng)帶有多種規(guī)格，每種規(guī)格的寬度從600_到
I10mm不等。若將兩個(gè)鏈輪安裝在同一轉(zhuǎn)軸上由單一電機(jī)帶動(dòng)，則傳輸線的柔性度大大降低；而且，當(dāng)轉(zhuǎn)軸較長(zhǎng)時(shí)，由于轉(zhuǎn)軸兩端扭轉(zhuǎn)力矩較大，在工作過(guò)程中轉(zhuǎn)軸很容易產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)變形，從而大大影響金屬網(wǎng)帶兩端的同步性。
[0004]由此可見(jiàn)，目前電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)存在以下局限性:1)單電機(jī)同軸傳動(dòng)系統(tǒng)柔性差，不能適用于對(duì)系統(tǒng)柔性要求較高的場(chǎng)合，而且在大軸距大扭矩情況下容易產(chǎn)生兩端不同步現(xiàn)象；2)雙電機(jī)傳動(dòng)方法難以兼顧成本和性能。若采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，實(shí)時(shí)同步性能可以保證，但制造成本大大增加；若采用步進(jìn)電機(jī)，制造成本可以較好控制，但步進(jìn)電機(jī)因負(fù)載擾動(dòng)因素會(huì)產(chǎn)生丟步現(xiàn)象，形成累積誤差從而影響傳動(dòng)精度與實(shí)時(shí)同步性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種雙電機(jī)同軸線實(shí)時(shí)同步拖動(dòng)系統(tǒng)及同步方法。具有傳動(dòng)精度高、柔性化程度好，實(shí)施及維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
一種雙電機(jī)同軸線實(shí)時(shí)同步拖動(dòng)系統(tǒng)，包括:兩套同軸線對(duì)稱(chēng)安裝的電機(jī)傳動(dòng)裝置及一同步控制器，每套電機(jī)傳動(dòng)裝置均包括:步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、編碼器、減速器、鏈輪、定位碼盤(pán)、定位銷(xiāo)及氣缸，所述步進(jìn)電機(jī)與減速器聯(lián)接，鏈輪安裝于減速器的輸出軸上，所述定位碼盤(pán)安裝于鏈輪靠近定位銷(xiāo)的一側(cè)，所述定位銷(xiāo)安裝于氣缸的推桿上，定位碼盤(pán)上形成有若干個(gè)供定位銷(xiāo)插入的定位孔；所述同步控制器通過(guò)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，所述編碼器安裝于步進(jìn)電機(jī)上采集步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度信息并實(shí)時(shí)傳送給同步控制器。
[0007]優(yōu)選地，前述定位孔等角度地均勻分布于定位碼盤(pán)上。
[0008]進(jìn)一步優(yōu)選地，前述定位銷(xiāo)的端部形成有錐度以方便插入定位孔內(nèi)。
[0009]前述鏈輪是能夠拆卸更換的以提高靈活性。
[0010]進(jìn)一步地，前述兩套電機(jī)傳動(dòng)裝置滑動(dòng)安裝于同一導(dǎo)桿上，以方便調(diào)節(jié)兩者的距離以方便應(yīng)用于不同規(guī)格的產(chǎn)品。
[0011]具體地，前述同步控制器內(nèi)設(shè)有兩套控制系統(tǒng)和兩套偏差補(bǔ)償系統(tǒng)。
[0012]更為具體地，前述編碼器將采集的步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度信息傳送給偏差補(bǔ)償系統(tǒng)。
[0013]此外，本發(fā)明還公開(kāi)了基于前述的同步拖動(dòng)系統(tǒng)的同步方法，具體包括如下流程:
a、分別讀取兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)動(dòng)角度；
b、計(jì)算兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)之間的位置偏差；
C、判斷位置偏差是否小于容許同步偏差，如果小于容許同步偏差，則進(jìn)入步驟d;否貝U，根據(jù)兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)之間的位置偏差值給出補(bǔ)償量，對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角度滯后的步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行補(bǔ)償，然后轉(zhuǎn)入步驟a;
d、判斷步進(jìn)電機(jī)是否到達(dá)程序設(shè)定的停止位置，如果兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)均到達(dá)程序設(shè)定的停止位置，則轉(zhuǎn)入步驟e ;否則，根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的位置與程序設(shè)定的停止位置之間的差值給出補(bǔ)償量，對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行補(bǔ)償，然后轉(zhuǎn)入步驟a ；
e、氣缸動(dòng)作，推動(dòng)定位銷(xiāo)插入定位碼盤(pán)上的定位孔，完成定位碼盤(pán)的定位。
[0014]本發(fā)明的有益之處在于:
(I)、本發(fā)明的系統(tǒng)實(shí)時(shí)同步拖動(dòng)精度高。同步控制器、編碼器、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器及步進(jìn)電機(jī)構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，能實(shí)時(shí)補(bǔ)償位置偏差，提高雙電機(jī)的實(shí)時(shí)同步性；定位碼盤(pán)、定位銷(xiāo)、氣缸構(gòu)成機(jī)械式定位回零系統(tǒng)，可消除系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中由減速器等中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)所引起的定位偏差。
[0015](2)、本發(fā)明的系統(tǒng)柔性化程度高，可用于不同種類(lèi)或規(guī)格物料的拖動(dòng)作業(yè)，能夠靈活調(diào)節(jié)兩鏈輪的間距；同時(shí)，本發(fā)明的鏈輪也可根據(jù)物料種類(lèi)或規(guī)格來(lái)更換。
[0016](3)、本發(fā)明實(shí)施及維護(hù)成本低，具有較高的性?xún)r(jià)比。采用低成本的步進(jìn)電機(jī)取代現(xiàn)有技術(shù)中昂貴的伺服電機(jī)；同步控制器內(nèi)的系統(tǒng)也更加簡(jiǎn)單，維護(hù)成本較低。
[0017](4)、同步方法準(zhǔn)確及時(shí)，偏差補(bǔ)償系統(tǒng)處理兩步進(jìn)電機(jī)位置信息，并根據(jù)容許同步偏差給出補(bǔ)償量；實(shí)際運(yùn)行時(shí)，減速器等中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)會(huì)引起累積定位誤差，本發(fā)明利用定位銷(xiāo)插入定位孔的機(jī)械式定位回零系統(tǒng)消除該誤差。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本發(fā)明的一種雙電機(jī)同軸線實(shí)時(shí)同步拖動(dòng)系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1所示實(shí)施例的系統(tǒng)框圖；
圖3是基于圖1的同步拖動(dòng)系統(tǒng)的同步方法的流程圖；
圖4是現(xiàn)有技術(shù)中的金屬網(wǎng)帶的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中附圖標(biāo)記的含義:1、步進(jìn)電機(jī)，2、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，3、編碼器，4、減速器，5、鏈輪，6、定位碼盤(pán)，7、定位銷(xiāo)，8、氣缸，9、定位孔，10、金屬網(wǎng)帶，11、同步控制器。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作具體的介紹。
[0021]參見(jiàn)圖1至圖3，本發(fā)明的雙電機(jī)同軸線實(shí)時(shí)同步拖動(dòng)系統(tǒng)，包括:兩套同軸線對(duì)稱(chēng)安裝的電機(jī)傳動(dòng)裝置及一同步控制器11，兩套電機(jī)傳動(dòng)裝置最好滑動(dòng)安裝于同一導(dǎo)桿上，以方便調(diào)節(jié)兩者的距離以方便應(yīng)用于不同規(guī)格的產(chǎn)品(如不同寬度的金屬網(wǎng)帶10)。
[0022]具體地，每套電機(jī)傳動(dòng)裝置均包括:步進(jìn)電機(jī)1、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器2、編碼器3、減速器4、鏈輪5、定位碼盤(pán)6、定位銷(xiāo)7及氣缸8，同步控制器11