[发明专利]多关节步进梁协调联动控制系统

说明书

本发明公开了一种多关节步进梁协调联动控制系统，包括电源、整流ALM、N组伺服驱动器和伺服电机、工业交换机、上位机、PLC可编程控制器、profinet网络及手动操作盒；电源连接整流ALM，经过整流变换后为系统供电，N个伺服驱动器相串联，并通过profinet网络分别连接对应的伺服电机，交换机作为桥梁将上位机、PLC可编程控制器、伺服驱动器置于profinet网络中，能够实现手动操作盒手动控制与上位机自动控制多关节步进梁协调联动。本发明结构简单、设计合理，能够实现多台伺服电机的同步控制，减少成本与能耗，使多电机同时工作更方便、快捷、有效、高精度的进行，经济节能使用，可广泛用于多工位产品锻造项目。

技术领域

本发明属于电机技术领域，特别是一种多关节步进梁协调联动控制系统。

背景技术

随着多工位产品锻造市场的逐年扩大，传统人工或者工业机器人完成的产品在模具中的传递不仅效率低下、安全性不够而且使用成本偏高，人员成本设备使用成本均居高不下。此外，现有技术存在精度、可靠性不高等特点，且无法解决业内公认的横梁抖动、失稳等关键问题。因此研发一种可以替代人工及传统工业机器人的系统具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种多关节步进梁协调联动控制系统，替代人工及传统工业机器人，实现多工位压力机各工位之间步进式传递锻件，使得锻件从镦粗、预锻、终锻和切边连续成型。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种多关节步进梁协调联动控制系统，所述系统包括电源、整流ALM、N组伺服驱动器和伺服电机、工业交换机、上位机、PLC可编程控制器、profinet网络以及手动操作盒；所述电源连接整流ALM，经过整流变换后为系统供电，N个伺服驱动器相串联，并通过profinet网络分别连接对应的伺服电机，交换机作为桥梁将上位机、PLC可编程控制器、伺服驱动器置于整个profinet网络中，能够实现手动操作盒手动控制多关节步进梁协调联动与上位机自动控制多关节步进梁协调联动；上位机、手动操作盒向PLC可编程控制器发送控制指令，通过伺服驱动器驱动伺服电机同步控制多关节步进梁执行相应的动作。伺服电机通过万向节与横梁相连接，夹取工件实现工件的夹紧、提升、步进、下降、松开、返回等往复循环动作实现产品的搬运。

进一步地，所述整流ALM还用于将多余动能反馈给电网。

进一步地，所述伺服驱动器具备对伺服电机的电流控制、速度控制、位置控制功能。

进一步地，所述伺服驱动器还具备对伺服电机的故障信号、模拟信号采集与报警功能。

进一步地，在N台伺服电机不处于同步状态时，PLC可编程控制器将控制整个系统立即停止。

进一步地，所述手动操作盒包括操作模块和指示模块，所述操作模块用于实现点动模式与半自动模式，指示模块用于显示手动操作盒是否处于工作状态；所述点动模式为手动操作盒触发一次，伺服驱动器驱动伺服电机运动一次；所述半自动模式为手动操作盒触发一次，伺服驱动器驱动伺服电机运动一个流程。

进一步地，所述手动操作盒包括电源开关、设置于触摸屏上的ON/OFF按钮；打开或关闭电源开关，用于启动或关闭手动操作盒；点击ON/OFF按钮的ON按钮，待手动操作盒连接进入系统成功时，ON按钮点亮，点击ON/OFF按钮的OFF按钮，OFF按钮点亮，手动操作盒退出系统，切换为上位机的自动模式。

进一步地，所述系统还包括处于profinet网络中的同步模块，用于接收PLC可编程控制器的控制指令，之后再同步控制各伺服驱动器驱动伺服电机控制多关节步进梁执行相应的动作。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：

(1)突破多自由度连杆式关节规划、柔性多关节运动控制、伺服并联协同控制等关键核心技术，实现了步进式搬运梁高端装备的完全自主研制，技术水平达到国外同类技术产品。