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专利号: 2018113013629
申请人: 北部湾大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 塑料的加工;一般处于塑性状态物质的加工
更新日期:2024-08-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种板形工件包边装置的下料臂摆臂控制系统,由比较环节 下料臂运行控制环节Cβ、下料臂摆角控制驱动环节Drβ、下料臂逆变触发模块Gβ、下料臂逆变执行模块Aβ、下料臂旋摆电机Mβ和下料臂摆角信号处理模块DTβ构成,其特征是:下料臂给定摆角信号βR与下料臂摆角反馈信号β在存储于控制器芯片U的比较环节 中比较,产生下料臂转角偏差信号△β;经存储于控制器芯片U的下料臂运行控制环节Cβ计算处理,下料臂转角偏差信号△β转换成为下料臂摆角控制信号βC;经存储于控制器芯片U的下料臂摆角控制驱动环节Drβ放大,下料臂摆角控制信号βC成为下料臂运行驱动信号βDr,在下料臂逆变触发模块Gβ、下料臂逆变执行模块Aβ的级联环节Gβ‑Aβ,下料臂运行驱动信号βDr触发PWM三相逆变桥,向下料臂旋摆电机输出三相驱动电流,即下料臂旋摆电机A相驱动电流iβA、下料臂旋摆电机B相驱动电流iβB和下料臂旋摆电机C相驱动电流iβC,下料臂旋摆电机A相驱动电流iβA、下料臂旋摆电机B相驱动电流iβB和下料臂旋摆电机C相驱动电流iβC驱动下料臂旋摆电机Mβ,转换产生下料臂摆角输出信号βout;经下料臂摆角信号处理模块DTβ检测、反馈,下料臂摆角输出信号βout以下料臂摆角反馈信号β引入比较环节下料臂给定摆角信号βR在比较环节 中依如下逻辑给定:如果β=β00→βR赋值β1;β00为下料臂摆角放料位;如果β=β1→βR赋值β00;比较环节 的传函模型为:△β=βR‑β;

下料臂运行控制环节Cβ的传函模型为:下料臂摆角控制信号βC脉宽τβC依控制触发脉冲k

单位计算周期占空比τβC(k+1)=△β(k)[1‑(πnβeRβWβ/(9.8TCβPβ)) ]近似计算,其中nβe为下料臂旋摆电机Mβ的计算转数,Rβ为下料臂的计算臂长,Wβ为下料臂惯量计算常数,TCβ为由试验得出的下料臂旋摆电机Mβ结构常数,Pβ为下料臂旋摆电机Mβ的计算功率,k为单位计算周期次第数;

下料臂摆角控制驱动环节Drβ的传函模型为:下料臂运行驱动信号βDr依120度相角差分出A、B、C三相控制触发脉冲βDrA、βDrB、βDrC,每相控制触发脉冲脉宽按单位计算周期占空比τβDr(k+1)=KββC(k)/nβe近似计算,其中Kβ为下料臂旋摆电机Mβ的转角比例系数,由试验和计算得出。

2.根据权利要求1所述的板形工件包边装置的下料臂摆臂控制系统,其特征是:下料臂的首端装配有摆臂驱动电机转子和下料轴承外圈,镗有下料臂管线腔;首段制有管线道;中段铣有下料管线槽;尾端装配有下料伸缩杆和伸缩电机定子绕组;下料柱上端装配有摆臂驱动电机定子和下料轴承,镗有下料柱管线线腔;全段镗有下料柱管线孔道;下料吸盘为柔性材料伞形机构,以其顶端通过下料连接器与下料伸缩杆配合连接;下料管线槽挖制在下料臂的上顶中段,首端与下料臂内的管线道贯通,尾端与下料臂的上顶面曲面过渡并有伸缩线缆从过渡面底部穿向下料臂尾端的伸缩电机定子绕组;

下料臂管线腔镗制于下料臂的首端,为摆臂驱动电机转子的内芯腔,呈喇叭口形结构,大口向上并与下料臂的管线道圆滑贯通;下料摆臂电机转子N极片与下料摆臂电机转子S极片一一相间固贴在与下料臂首端的摆臂驱动电机转子磁轭槽环位内,磁极面朝下;下料摆臂电机转子S极片与下料摆臂电机转子N极片一一相间固贴在下料臂首端的摆臂驱动电机转子磁盘槽环位内,磁极面朝下;下料摆臂电机转角传感器动部为光栅编码结构器件,沿下料臂轴承外座下面圆环面外环的首侧半圆环贴敷,呈半圆弧形;下料臂轴承外座为转子磁轭内沿环面的内环线向下凸起结构,下沿内扣以与下料臂轴承上部的外沿及其之间的侧壁扣封下料轴承的外圈;

下料摆臂电机定子极靴为矩形截面柱体;各个柱体与其根部圆盘环一体,构成电机定子磁轭;整体由剪切成形、同心盘环的高磁密硅钢片叠成;下料摆臂电机定子绕组按三相六极依次装绕在18个下料摆臂电机定子极靴上,并按三相六极分向连接;下料轴承滚柱为圆台柱体结构,以大底面在上组合装配成下料轴承;下料摆臂电机转角传感器静部为红外LED收发组合器件,对应下料摆臂电机转角传感器动部,装设于下料柱轴承槽环槽底的外环外端;下料柱轴承槽环为阶梯槽环结构;其深梯槽环镗制在外槽环,用于与下料臂轴承外座构成松动配合;其浅梯槽环镗制在内槽环,用于紧固装配下料轴承内圈;下料柱管线腔镗制于下料柱中轴位上端并与下料柱同轴,为摆臂驱动电机转子的内芯腔,呈喇叭口形结构,大口向上并与下料臂的下料臂管线腔的下口对正、贯通,小口向下并圆滑接续下料柱管线孔道的上端;

定子磁轭盘环作为下料摆臂电机定子磁轭的基底结构,为矩形径切截面圆盘环体,与下料摆臂电机定子极靴各个柱体一体,构成电机定子磁轭;摆臂线缆作为摆臂驱动电机的驱动线和下料摆臂电机转角信号传输线的线缆束,在下料柱管线孔道的上端从下料线缆束中与伸缩线缆和下料信号电缆分离,穿引到摆臂驱动电机定子接线端。

3.根据权利要求1所述的板形工件包边装置的下料臂摆臂控制系统,其特征是:B相正驱动光耦LCBP、C相正驱动光耦LCCP、A相正驱动光耦LCAP、B相负驱动上拉电阻RBN、C相负驱动上拉电阻RCN、A相负驱动上拉电阻RAN、B相负驱动光耦LCBN、C相负驱动光耦LCCN和A相负驱动光耦LCAN组成下料臂逆变触发模块Gβ;B相正驱动光耦LCBP输出端正极、C相正驱动光耦LCCP输出端正极和为A相正驱动光耦LCAP输出端正极均连接到系统工作电源正极端EP,B相正驱动光耦LCBP输出端负极、C相正驱动光耦LCCP输出端负极和A相正驱动光耦LCAP输出端负极分别连接到B相开关正极MOSFET QBP的栅极、C相开关正极MOSFET QCP的栅极和A相开关正极MOSFET QAP的栅极;B相负驱动上拉电阻RBN的一端、C相负驱动上拉电阻RCN的一端和A相负驱动上拉电阻RAN的一端系统工作电源正极端EP,B相负驱动上拉电阻RBN的另一端、C相负驱动上拉电阻RCN的另一端和A相负驱动上拉电阻RAN的另一端分别连接到B相负驱动光耦LCBN的输出端正极、C相负驱动光耦LCCN的输出端正极和A相负驱动光耦LCAN的输出端正极,B相负驱动光耦LCBN的输出端负极、C相负驱动光耦LCCN的输出端负极和A相负驱动光耦LCAN的输出端负极分别连接到B相开关负极MOSFET QBN的栅极、C相开关负极MOSFET QCN的栅极和A相开关负极MOSFET QAN的栅极;

A相开关正极MOSFET QAP、B相开关正极MOSFET QBP为、C相开关正极MOSFET QCP、A相开关负极MOSFET QAN、B相开关负极MOSFET QBN、C相开关负极MOSFET QCN组成下料臂逆变执行模块Aβ;A相开关正极MOSFET QAP的漏极、C相开关正极MOSFET QCP的漏极和B相开关正极MOSFET QBP的漏极均连接到系统工作电源正极端EP,A相开关正极MOSFET QAP的源极、C相开关正极MOSFET QCP的源极和B相开关正极MOSFET QBP的源极分别连接到A相绕组WA的首端、C相绕组WC的首端和B相绕组WB的首端;A相开关负极MOSFET QAN的漏极、C相开关负极MOSFET QCN的漏极和B相开关负极MOSFET QBN的漏极分别连接到A相绕组WA的首端、C相绕组WC的首端和B相绕组WB的首端,A相开关负极MOSFET QAN的源极、C相开关负极MOSFET QCN的源极和B相开关负极MOSFET QBN的源极均连接到系统工作电源负极端EN;

A相绕组WA、B相绕组WB和C相绕组WC为下料臂旋摆电机Mβ的定子三相绕组,即下料摆臂电机定子绕组;A相绕组WA的尾端、C相绕组WC的尾端和B相绕组WB的尾端连接一点;下料摆臂电机转角传感器静部对应下料摆臂电机转角传感器动部装设,以取得转角脉冲信号;

两级顺向连接的反相器组成下料臂摆角信号处理模块DTβ;最后一级反相器的输出端作为下料臂摆角反馈信号接线端Pβ,最前一级反相器的输入端连接到下料摆臂电机转角传感器静部的信号输出端;下料摆臂电机转角传感器静部的正极电源端和接地端分别连接到系统控制电路电源正极端E和接地;反相器芯片的正极电源端连接到系统控制电路电源正极端E,反相器芯片的负极电源端接地。