多工作位置自動焊接小車電機用速度反饋控制裝置的製作方法

2023-09-15 18:24:50 2

專利名稱：多工作位置自動焊接小車電機用速度反饋控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一款多工作位置自動焊接小車(以下簡稱焊接小車)，尤其是焊接小車中電機的速度反饋裝置，具體地說是一種多工作位置自動焊接小車電機用速度反饋控制裝置。
背景技術：
目前，現有的焊接小車行走電機多採用開環控制，控制精度低；即使使用閉合控制的，也多為電流反饋控制，控制精度低。雖然電路簡單，但在實際的焊接現場由於母材不平整、母材上有焊道等原因，易導致行走電機速度的較大波動，影響焊接效果，嚴重時還會導致焊穿及未焊透等質量事故。
發明內容本實用新型的目的是針對焊接小車行走電機多採用開環控制，即使使用閉合控制的，也多為電流反饋控制，控制精度低問題，提出一種焊接小車電機用速度反饋控制裝置。本實用新型的技術方案是一種多工作位置自動焊接小車電機用速度反饋控制裝置，包括第一編碼器、頻/ 壓變換器、A/D轉換器，MCU控制器和PWM斬波電路；所述的第一編碼器作為焊接小車的電機M的速度檢測器採集電機轉速信號，第一編碼器的信號輸出端與頻/壓變換器的信號輸入端相連，頻/壓變換器的信號輸出端與A/D轉換器的信號輸入端相連，A/D轉換器的信號輸出端與MCU控制器的轉速反饋信號輸入端相連，MCU控制器的轉速信號輸入端與電機調速電位器的轉速信號輸出端相連，MCU控制器的轉速控制信號輸出端與PWM斬波電路的信號輸入端相連，PWM斬波電路的輸出端與電機M的控制信號輸入端相連。本實用新型的第一編碼器包括光柵、U形光耦和測速反饋線路板，所述的電機M連接電機轉子軸的一端，電機轉子軸的另一端上套裝光柵，測速反饋線路板安裝在光柵的上部，測速反饋線路板上裝有U形光耦，U形光耦的U型槽套裝在光柵的光柵齒的外部，U形光耦感應光柵的轉速信號，U形光耦的信號輸出端與測速反饋線路板連接，測速反饋線路板的信號輸出端作為第一編碼器的輸出與頻/壓變換器的信號輸入端相連。本實用新型的第一編碼器包括永磁環、霍爾元件和測速反饋線路板，所述的電機M 連接電機轉子軸的一端，電機轉子軸的另一端上套裝永磁環，測速反饋線路板安裝在永磁環的上部，測速反饋線路板上裝有霍爾元件，霍爾元件與永磁環無線感應，霍爾元件的信號輸出端與測速反饋線路板連接，測速反饋線路板的信號輸出端作為第一編碼器的輸出與頻 /壓變換器的信號輸入端相連。一種多工作位置自動焊接小車電機用速度反饋控制裝置，它包括第二編碼器、A/D 轉換器，MCU控制器和PWM斬波電路；所述的第二編碼器作為焊接小車的電機M的速度檢測器採集電機轉速信號，第二編碼器的信號輸出端與A/D轉換器的信號輸入端相連，A/D轉換器的信號輸出端與MCU控制器的轉速反饋信號輸入端相連，MCU控制器的轉速信號輸入端與電機調速電位器的轉速信號輸出端相連，MCU控制器的轉速控制信號輸出端與PWM斬波電路的信號輸入端相連，PWM斬波電路的信號輸出端與電機M的控制信號輸入端相連。本實用新型的第二編碼器包括聯軸器和測速發電機，所述的電機M連接電機轉子軸的一端，電機轉子軸的另一端連接聯軸器，聯軸器上安裝測速發電機，測速發電機的信號輸出端作為第二編碼器的輸出與A/D轉換器的信號輸入端相連。本實用新型的有益效果本實用新型的電機反饋控制方式為通過對電機速度進行光電編碼，經過轉換得到轉速的實時反饋信號，對電機轉速進行實時速度反饋控制，使電機在變負載情況下輸出轉速恆定，從而保證小車運行平穩。

圖1是本實用新型的原理框圖之一。圖2是本實用新型的原理框圖之二。圖3是圖1中第一編碼器的結構示意圖之一。圖4是圖1中第一編碼器的結構示意圖之二。圖5是圖2中第二編碼器的結構示意圖。圖6是圖4中永磁環的俯視結構圖。其中7、電機M ;8、光柵；9、測速反饋線路板；10、電機轉子軸；11、U形光耦；12、 永磁環；13、霍爾元件；14、聯軸器；15、測速發電機。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。如圖1所示，一種多工作位置自動焊接小車電機用速度反饋控制裝置，它包括第一編碼器、頻/壓變換器、A/D轉換器，MCU控制器和PWM斬波電路；所述的第一編碼器作為電機M7的速度檢測器採集電機轉速信號，第一編碼器的信號輸出端與頻/壓變換器的信號輸入端相連，頻/壓變換器的信號輸出端與A/D轉換器的信號輸入端相連，A/D轉換器的信號輸出端與MCU控制器的轉速反饋信號輸入端相連，MCU控制器的轉速信號輸入端與電機調速電位器的轉速信號輸出端相連，MCU控制器的轉速控制信號輸出端與PWM斬波電路的信號輸入端相連，PWM斬波電路的信號輸出端與電機M7的控制信號輸入端相連。MCU通過比較給定的轉速信號及編碼器的反饋信號，實時調節PWM信號的佔空比達到穩定電機轉速的效果。如圖3所示，本實用新型的第一編碼器包括光柵8、U形光耦11和測速反饋線路板 9，所述的電機M7連接電機轉子軸10的一端，電機轉子軸10的另一端上套裝光柵8，測速反饋線路板9安裝在光柵8的上部，測速反饋線路板9上裝有U形光耦11，光柵8的光柵齒安裝在U形光耦的發射端與接收端之間，U形光耦11感應光柵8的轉速信號，U形光耦11的信號輸出端與測速反饋線路板9連接，測速反饋線路板9的信號輸出端作為第一編碼器的輸出與頻/壓變換器的信號輸入端相連。當光柵齒介入光柵放射端與接收端之間時，光柵接受端三極體關閉，當光柵槽介入放射端與接受端之間時，光柵接收端三極體導通。隨著電機的轉動形成一系列的方形波信號，其頻率正比於電機轉子轉速，由此對電機轉速進行編碼。如圖4所示，本實用新型的第一編碼器包括永磁環12、霍爾元件13和測速反饋線路板9，所述的電機M 7連接電機轉子軸10的一端，電機轉子軸10的另一端上套裝永磁環 12，永磁環上充有幾對極。測速反饋線路板9安裝在永磁環12的上部，測速反饋線路板9 上裝有霍爾元件13，電機轉動時永磁環12與霍爾元件13間由於霍爾效應使霍爾元件交替導通，形成一系列的方波信號，其頻率正比於電機轉速，由此對電機轉速進行編碼。霍爾元件13的信號輸出端與測速反饋線路板9連接，測速反饋線路板9的信號輸出端作為第一編碼器的輸出與頻/壓變換器的信號輸入端相連。如圖2所示，一種焊接小車電機用速度反饋控制裝置，它包括第二編碼器、A/D轉換器，MCU控制器和PWM斬波電路；所述的第二編碼器作為電機M7的速度檢測器採集電機轉速信號，其輸出電壓正比於電機轉速。第二編碼器的信號輸出端與A/D轉換器的信號輸入端相連，A/D轉換器的信號輸出端與MCU控制器的轉速反饋信號輸入端相連，MCU控制器的轉速信號輸入端與電機調速電位器的轉速信號輸出端相連，MCU控制器的轉速控制信號輸出端與PWM斬波電路的信號輸入端相連，PWM斬波電路的信號輸出端與電機M7的控制信號輸入端相連。MCU控制器通過比較轉速信號輸入與第二編碼器的反饋信號，實時調節PWM 信號的佔空比達到穩定電機轉速的效果。如圖6所示，本實用新型的第二編碼器包括聯軸器14和測速發電機15，所述的電機M7連接電機轉子軸10的一端，電機轉子軸10的另一端連接聯軸器14，聯軸器14上安裝測速發電機15，測速發電機15的信號輸出端作為第二編碼器的輸出與A/D轉換器的信號輸入端相連。本實用新型未涉及部分均與現有技術相同或可採用現有技術加以實現。
權利要求1.一種多工作位置自動焊接小車電機用速度反饋控制裝置，其特徵是它包括第一編碼器、頻/壓變換器、A/D轉換器，MCU控制器和PWM斬波電路；所述的第一編碼器作為焊接小車的電機M (7)的速度檢測器採集電機轉速信號，第一編碼器的信號輸出端與頻/壓變換器的信號輸入端相連，頻/壓變換器的信號輸出端與A/D轉換器的信號輸入端相連，A/D 轉換器的信號輸出端與MCU控制器的轉速反饋信號輸入端相連，MCU控制器的轉速信號輸入端與電機調速電位器的轉速信號輸出端相連，MCU控制器的轉速控制信號輸出端與PWM 斬波電路的信號輸入端相連，P麗斬波電路的信號輸出端與電機M (7)的控制信號輸入端相連。
2.根據權利要求1所述的多工作位置自動焊接小車電機用速度反饋控制裝置，其特徵是所述的第一編碼器包括光柵(8)、U形光耦(11)和測速反饋線路板(9)，所述的電機M (7) 連接電機轉子軸(10)的一端，電機轉子軸(10)的另一端上套裝光柵(8)，測速反饋線路板 (9 )安裝在光柵(8 )的上部，測速反饋線路板(9 )上裝有U形光耦(11)，U形光耦(Il)WU 型槽套裝在光柵(8)的光柵齒的外部，U形光耦(11)感應光柵(8)的轉速信號，U形光耦 (11)的信號輸出端與測速反饋線路板(9)連接，測速反饋線路板(9)的信號輸出端作為第一編碼器的輸出與頻/壓變換器的信號輸入端相連。
3.根據權利要求1所述的多工作位置自動焊接小車電機用速度反饋控制裝置，其特徵是所述的第一編碼器包括永磁環(12)、霍爾元件(13)和測速反饋線路板(9)，所述的電機M (7)連接電機轉子軸(10)的一端，電機轉子軸(10)的另一端上套裝永磁環(12)，測速反饋線路板(9)安裝在永磁環(12)的上部，測速反饋線路板(9)上裝有霍爾元件(13)，霍爾元件(13)與永磁環(12)無線感應，霍爾元件(13)的信號輸出端與測速反饋線路板(9)連接， 測速反饋線路板(9)的信號輸出端作為第一編碼器的輸出與頻/壓變換器的信號輸入端相連。
4.一種多工作位置自動焊接小車電機用速度反饋控制裝置，其特徵是它包括第二編碼器、A/D轉換器，MCU控制器和PWM斬波電路；所述的第二編碼器作為焊接小車的電機M (7) 的速度檢測器採集電機轉速信號，第二編碼器的信號輸出端與A/D轉換器的信號輸入端相連，A/D轉換器的信號輸出端與MCU控制器的轉速反饋信號輸入端相連，MCU控制器的轉速信號輸入端與電機調速電位器的轉速信號輸出端相連，MCU控制器的轉速控制信號輸出端與PWM斬波電路的信號輸入端相連，PWM斬波電路的信號輸出端與電機M (7)的控制信號輸入端相連。
5.根據權利要求4所述的多工作位置自動焊接小車電機用速度反饋控制裝置，其特徵是所述的第二編碼器包括聯軸器(14)和測速發電機(15)，所述的電機M (7)連接電機轉子軸(10)的一端，電機轉子軸(10)的另一端連接聯軸器(14)，聯軸器(14)上安裝測速發電機 (15)，測速發電機(15)的信號輸出端作為第二編碼器的輸出與A/D轉換器的信號輸入端相連。
專利摘要一種多工作位置自動焊接小車電機用速度反饋控制裝置，它包括編碼器、頻/壓變換器、A/D轉換器，MCU控制器和PWM斬波電路；所述的編碼器作為焊接小車的電機M的速度檢測器採集電機轉速信號，編碼器的信號輸出端通過頻/壓變換器和A/D轉換器後輸出至MCU控制器，MCU控制器的轉速信號輸入端與電機調速電位器的轉速信號輸出端相連，MCU控制器的轉速控制信號輸出端與PWM斬波電路的信號輸入端相連，PWM斬波電路的信號輸出端與電機M的控制信號輸入端相連。本實用新型通過對電機速度進行光電編碼，經過轉換得到轉速的實時反饋信號，對電機轉速進行速度反饋控制，使電機在變負載情況下輸出轉速恆定，從而保證小車運行平穩。
文檔編號G05D13/62GK202018605SQ20112011718
公開日2011年10月26日 申請日期2011年4月20日 優先權日2011年4月20日
發明者劉寶樹 申請人:南京頂瑞電機有限公司