步進同步驅動系統的製作方法

2023-12-11 12:13:52 2

專利名稱：步進同步驅動系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種雙步進電機的同步驅動系統，具體涉及一種用於驅動雙槍自
動焊接機的雙焊槍擺動的步進同步驅動系統。
背景技術：
在雙焊槍自動焊接機上，雙焊槍在三軸插補聯動的同時，為了保證焊接角度和避 開焊接障礙，還要進行同步同相的正反向擺動聯動，需要設計效果好、成本低的同步驅動系 統。 步進電機作為一種數字伺服執行元件，具有結構簡單、運行可靠、控制方便、控制 性能好等優點，是機電一體化的關鍵產品之一。在數控工具機、機器人、自動化儀表等領域中 有著廣泛的應用。 步進電機是一種將電脈衝信號轉變為角位移或線位移的執行機構。在不超載的情 況下，步進電機的步距和轉速不受電壓波動和負載變化的影響，也不受環境條件的限制，只 取決於脈衝信號的頻率和脈衝數。它存在周期性的誤差卻沒有誤差累計的特點，同時還具 有快速啟停的特點，因此被廣泛的應用於高精度的開環控制系統中，尤其是位置控制。 常用的多個步進電機的同步控制方案主要有以下幾種一種是採用上位機和多個 單片機系統通訊的方式。在這種控制方式中，每個單片機系統分別控制一個步進電機，而每 個單片機系統首先與主機通訊，從主機處獲得電機的控制參數，再分別各自進行控制。這種 控制是多個電機同時進行的，雖然運行速度快，但是其資源利用率不高，而且元器件用的太 多，故障率也比較高。另一種是採用上位機和一個單片機系統通訊的方式。在這種控制方 式中，單片機系統通過外擴具有多個計數器功能的晶片(如8253等)來為各個步進電機提 供控制脈衝，而步進電機的變頻、變速控制則由單片機內部定時器來實現。這種控制方式雖 然充分發揮了單片機的功能，而且結構緊湊、控制簡單。但是該系統的同步控制能力受到單 片機主頻和定時器位數的限制，不能同時控制多個步進電機的高速運行。還有一種是採用 專用的步進控制卡或者專用的PLC。這種控制方式雖然控制精度高、抗幹擾能力強，但是價 格昂貴，而且增加了整個系統的控制線路複雜程度。

發明內容本實用新型的目的在於提出一種雙步進電機的同步驅動系統，該驅動系統具體應 用於雙焊槍自動焊接機的雙焊槍的同步擺動控制。該控制方案的內容是提出了一種基於 多軸運動控制器的雙步進電機同步驅動系統，用於驅動雙焊槍同步運動，包括用於乙太網 或RS232連接並接收控制命令的網絡接口 ；與所述網絡接口連接用於從上位機中接收控制 命令，並從中提取控制參數，將其轉化為控制脈衝信號和方向信號輸出的多軸運動控制器； 同時與所述多軸運動控制器的一個電機驅動埠相連接，用於將控制脈衝信號和方向信號 轉換為有一定相序的驅動脈衝信號的兩個並聯運行的高性能細分驅動器；與所述兩個高性 能細分驅動器輸出端相連，用於分別驅動一個焊槍運動的兩個兩相混合式步進電機。[0007] 本實用新型的有益效果是提出了一種基於多軸運動控制器一個電機驅動接口的 同一給定電壓的雙步進電機並聯運行方式，這種方式線路簡單，實現容易，成本較低，啟動 同步跟隨性好，適用於負載變動不大的場合。

附圖是用於散熱器雙槍自動焊接機雙焊槍擺動的步進同步驅動系統的結構原理 圖。 圖中1.上位機2.網絡接口 3.多軸運動控制器4.步進電機細分驅動器A 5.步 進電機細分驅動器B 6.兩相混合式步進電機A 7.兩相混合式步進電機B 8.焊槍A 9.焊 槍B
具體實施方式上位機(1)通過網絡接口 (2)向多軸運動控制器(3)發送控制命令，多軸運動控 制器(3)從控制命令中提取控制參數，並將其轉換為一定方向的脈衝控制信號。然後，多軸 運動控制器(3)將生成的一定方向的脈衝控制信號通過其中一軸的電機驅動接口同時輸 出給步進電機細分驅動器A(4)和步進電機細分驅動器B(5)。其中，(4)和(5)採用的是基 於同一電壓的並聯方式。最後，步進電機細分驅動器A(4)和步進電機細分驅動器B(5)分 別驅動各自的混合式步進電機((6)、 (7))，從而帶動兩個焊槍A(8)和B(9)同步擺動。
權利要求一種基於多軸運動控制器的雙步進電機同步驅動系統，用於驅動雙焊槍自動焊接機的雙焊槍同步運動，其特徵在於包括上位機、網絡接口、多軸運動控制器、步進電機細分驅動器A、步進電機細分驅動器B、兩相混合式步進電機A、兩相混合式步進電機B、焊槍A、焊槍B，其中的上位機通過網絡接口與多軸運動控制器相連，步進電機細分驅動器A、步進電機細分驅動器B並聯後與多軸運動控制器連接，步進電機細分驅動器A與兩相混合式步進電機A相連、步進電機細分驅動器B與兩相混合式步進電機B相連，兩相混合式步進電機A驅動焊槍A、兩相混合式步進電機B驅動焊槍B。
2. 根據權利要求1所述的步進電機同步驅動系統，其特徵在於所述的上位機為工業 控制計算機。
3. 根據權利要求1所述的步進電機同步驅動系統，其特徵在於所述步進電機細分驅 動器A、步進電機細分驅動器B採用並聯運行方式。
專利摘要本實用新型涉及一種用於驅動雙槍自動焊接機的雙焊槍同步擺動的步進同步驅動系統。提出了一種基於多軸運動控制器的雙步進電機同步驅動系統，用於驅動雙焊槍同步運動，包括用於乙太網或RS232連接並接收控制命令的網絡接口；與所述網絡接口連接用於從上位機中接收控制命令，並從中提取控制參數，將其轉化為控制脈衝信號和方向信號輸出的多軸運動控制器；同時與所述多軸運動控制器的一個電機驅動埠相連接，用於將控制脈衝信號和方向信號轉換為有一定相序的電機驅動脈衝信號的兩個並聯運行的高性能細分驅動器；與所述兩個高性能細分驅動器輸出端相連，用於分別驅動一個焊槍運動的兩個兩相混合式步進電機。本實用新型是一種基於多軸運動控制器一個電機驅動接口的同一給定電壓的雙步進電機並聯運行方式，這種方式線路簡單，實現容易，成本較低，啟動同步跟隨性好，適用於負載變動不大的場合。
文檔編號H02P8/40GK201467053SQ200920102548
公開日2010年5月12日 申請日期2009年4月29日 優先權日2009年4月29日
發明者孫星, 李毅磊, 謝雲芳, 邢雅周 申請人:河北農業大學