[实用新型]一种电动夹爪自动化控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电动夹爪自动化控制装置。 

背景技术

在工业高速发展的今天，自动控制几乎无处不在，渗透到工业控制的各个领域，而电动夹爪是工业控制中的重要执行单元，在现代工业过程生产自动化中起着十分重要的作用，尤其是在化工、冶金、电力等行业的自动化程度不断提高的情况下，在比较危险的场所或者需要远程控制的场合，电动夹爪的应用大大的保障了生产的安全性，提高了生产效率和系统的可靠性。 

随着我国工业生产自动化程度的不断提高，对高性能、高性价比的电动夹爪的需求也是与日俱增。但是到目前为止，还没有一家国内公司或者企业能够独立研制生产高性能的电动夹爪。虽然，国外许多厂家生产的电动夹爪功能强大，简单可靠，技术先进，但由于其成本大，价格高，严重阻碍了在国内市场和工控行业中的普及和推广。 

发明内容

本实用新型针对目前的电动夹爪成本高、难以工业自动化的问题，提出了一种能实现自动化生产、成本低、操作方便的电动夹爪自动化控制装置。 

一种电动夹爪自动化控制装置，其特征在于：包括带有上位机控制界面的电动夹爪控制器、电机变频控制电路和电动夹爪，所述的电动夹爪控制器通过所述的电机变频控制电路与电动夹爪连接，所述的 电动夹爪包括电机、T形双向螺杆、安装底板、同步带轮组、直线导轨、滑块和夹具，所述的电机和所述的T形双向螺杆分别通过电机支座和嵌套有带边轴承的轴承支座固定在安装底板上，并通过同步带轮配合；所述的直线导轨上配置2个滑块；所述的夹具的两个夹紧臂分别固定在两个滑块上，且所述的直线导轨与所述的T形双向螺杆轴线平行；所述的T形双向螺杆的上螺接两个螺母，所述的螺母分别通过连接器与两个滑块固定。 

所述的电机为无刷直流电机。 

所述的电机与所述的电动夹爪控制器之间安装光电编码器，通过光电编码器得到无刷直流电机的磁链位置以及电机转速。 

利用本实用新型所述的装置进行的控制方法，包括以下步骤： 

1）、先在与电动夹爪控制器信号连接的上位机控制界面上设定的控制参数； 

2）、电动夹爪控制器下载步骤1）中设定的参数后先进行位/力混合调节器、速度调节器以及电流调节器的串联PID控制算法运算，再进行电压空间矢量SVPWM控制算法，产生PWM波开关信号并传输给电机变频控制电路； 

3）、电机变频控制电路将根据步骤2）中接受到的PWM波开关信号驱动电机，控制作为执行元件的电动夹爪执行相应的动作，同时，电机变频控制电路将采集的电动夹爪中电机的反馈电流信号回传到电动夹爪控制器和上位机控制界面，并与预设的电机电流的参考值进行比较，一旦所述的电机的反馈电流超出设定的参考值，切换电机的 输出力的控制状态，实现对电动夹爪动作的实时控制和监测。 

所述的电动夹爪控制器采用TMS320F28035DSP芯片。 

所述的上位机控制界面通过RS-232串口与控制器信号连接。 

所述的位/力混合调节器、速度调节器以及电流调节器的串联PID算法采用三闭环串联结构，最里面一层是电流控制环，第二层是速度控制环，最外面一层是位/力混合控制环。 

所述的位/力混合调节器是通过电机变频控制电路的反馈电流与参考值实时比较的方法判断位/力混合调节器的切换点。 

本实用新型的有益效果是：控制精度高、性能可靠、操作方便、容易实现。 

附图说明

图1是本实用新型的结构图。 

图2是本实用新型的俯视图。 

图3是本实用新型的爆炸图。 

图4是本实用新型的控制流程图。 

图5是本实用新型的位/力混合调节器的控制流程图。 

图6是本实用新型的电动夹爪控制系统硬件设计图。 

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型 

参照附图：