随动控制实训装置的制作方法

本发明属于机电类专业实验教学装备，具体地说，是一种随动控制装置。

背景技术：

现代工业生产装备中伺服运动控制、变频调速系统的应用非常广泛，伺服驱动系统、变频调速系统的安装、调试及配合应用等方面的内容是运动控制技术及应用的重点与难点。为高等院校相关专业师生提供随动控制实训教学装置，不仅可以帮助师生形象地理解伺服运动及变频调速系统的相关知识，掌握相关设备的开发应用方法，更能激发学生的学习和研究兴趣。

国内在运动控制实验平台的研究方面也做了很多工作，但总体来说集成度有待提升。这些研究可分为两大类：一类是单轴或者双轴的伺服运动控制实验装置，单轴的伺服运动控制实验装置仅仅能够完成单轴直线运动及相关的开发训练，双轴的伺服运动控制实验装置可以完成直线插补、圆弧插补及相关的开发训练；另一类是独立的变频调速系统实验平台，这一类平台主要用于变频调速系统的多种调速方式，如外部端子调速、模拟量调速等功能。目前国内的运动控制实践教学缺少一种伺服运动与变频调速运动相结合的训练系统，对于系统性地掌握伺服驱动系统及变频调速系统的开发应用不利。

技术实现要素：

发明目的：本发明主要解决了背景技术中的问题，本发明的随动控制装置主体采用工业铝型材搭建，需同时配置两套伺服驱动系统和一套变频调速系统，能够同时实现单轴伺服运动控制训练，双轴伺服运动控制训练，如直线插补或圆弧插补，单轴变频调速训练以及结合双轴伺服和单轴变频的随动控制训练，构成一套功能强大的运动控制实训装置，该装置对于高等院校相关专业而言是具有典型意义的训练平台，同时也将有力地推动国内运动控制系统的更加广泛应用，具有较好的应用前景和推广价值。

技术方案：

一种随动控制实训装置，包括万向轮、桌架、桌面、大方架、小方架、三相交流异步电机、y轴模组、x轴模组、伺服电机、目标跟踪传感器、圆盘，同步带轮；大方架固定安装在桌面上，线排端子和线槽安装在桌面的右部，四个万向轮位于桌架的桌脚位置，可以实现整个随动控制装置的移动和固定；所述y轴模组、x轴模组均包括一个滑台、一组同步轮带、一套工业铝型材基座、一只原点位置传感器及两只极限位置传感器、两套轴承机构，其中一套轴承机构的轴具有凸出，两套轴承机构固定于工业铝型材基座两端，同步轮带以轴承机构为框架固定，滑台固定于同步轮带，实现往复运行，原点位置传感器安装于各个运动模组中间位置，两个极限位置传感器分别安装于模组中工业铝型材基座的左右行程极限位置，伺服电机包括x轴伺服电机，y轴伺服电机，分别与对应x轴模组和y轴模组轴承机构凸出的轴通过联轴器连接，通过伺服电机驱动x轴模组的滑台和y轴模组的滑台移动，实现目标跟踪传感器平面内的运动；大方架、小方架固定在桌面上，大方架设置在小方架上方，大方架下方固定有y轴模组、x轴模组，三相交流异步电机与小方架固连，设置在小方架下方，所述同步带轮为圆形，所述圆盘设置在同步带轮上方，同步带轮设置在小方架上方，同步带轮与圆盘通过螺钉固连，三相异步电机的电机轴与同步带轮配合安装，同步带轮通过顶丝固定于电机轴上，三相交流异步电机带动同步带轮和圆盘转动，同时同步带轮将转动参数传递给测速反馈编码器，所述圆盘平面上随机放置一个磁钢，目标跟踪传感器检测圆盘上磁钢位置变化，伺服电机驱动运动模组运动以使目标跟踪传感器在平面内跟随磁钢位置变化跟踪运动，x轴模组、y轴模组的中间位置各安装一个原点位置传感器，用于在系统运行初期的原点回归运动，即系统复位，目标跟踪传感器将检测到的信号传输至外部的控制器，控制器控制伺服电机的转动，x轴模组和y轴模组两端安装极限位置传感器，当x轴模组移动到y轴模组的两端时可以实现自动停止或者反向，以保护装置。

进一步地，目标跟踪传感器距离圆盘的距离为2mm。

进一步地，三相交流异步电机额定转速为1350r/min，配置15倍减速电机。

进一步地，所述y轴模组、x轴模组为工字模组。

进一步地，工字模组有效行程均约400mm，模组同步轮每转运行约75mm。

进一步地，其中所述一套轴承机构的轴凸出20mm。

进一步地，x轴和y轴中间位置配置原点检测传感器，配合100w或200w伺服电机完成直线插补、圆弧插补及随动跟踪控制。

有益效果：

本发明的随动控制装置可以进行多项运动控制系统应用方面的训练，其训练功能的多样性更能激发学生的学习和研究兴趣。该装置对于伺服驱动系统、变频调速控制技术的应用研究具有积极的推动作用，便于高校师生和企业工程师的培训学习，对于生产力的发展具有非常积极的意义。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的左视图。

图3是本发明的桌面结构主视图。

图中，1-万向轮，2-桌架，3-桌面，4-大方架，5-测速反馈编码器，6-y轴模组，7-小方架，8-三相交流异步电机，9-x轴模组，10-伺服电机，11-目标跟踪传感器，12-圆盘，13-同步带轮，14-线排端子，15-线槽

具体实施方式

下面结合附图对本发明做更进一步的解释。

实施例：如图1、图2和图3所示，一种随动控制实训装置，其特征在于，包括万向轮1、桌架2、桌面3、大方架4、小方架7、三相交流异步电机8、y轴模组6、x轴模组9、伺服电机10、目标跟踪传感器11、圆盘12，同步带轮13；大方架4固定安装在桌面3上，线排端子和线槽安装在桌面3的右部，四个万向轮1位于桌架2的桌脚位置，可以实现整个随动控制装置的移动和固定；所述y轴模组6、x轴模组9均包括一个滑台、一组同步轮带、一套工业铝型材基座、一只原点位置传感器及两只极限位置传感器、两套轴承机构，其中一套轴承机构的轴具有凸出，凸出20mm。两套轴承机构固定于工业铝型材基座两端，同步轮带以轴承机构为框架固定，滑台固定于同步轮带，实现往复运行，原点位置传感器安装于各个运动模组中间位置，两个极限位置传感器分别安装于模组中工业铝型材基座的左右行程极限位置，伺服电机10包括x轴伺服电机，y轴伺服电机，分别与对应x轴模组和y轴模组轴承机构凸出的轴通过联轴器连接，通过伺服电机10驱动x轴模组9的滑台和y轴模组6的滑台移动，实现目标跟踪传感器11平面内的运动；大方架4、小方架7固定在桌面上，大方架4设置在小方架7上方，大方架4下方固定有y轴模组6、x轴模组9，三相交流异步电机8与小方架7固连，设置在小方架7下方，所述同步带轮13为圆形，所述圆盘12设置在同步带轮13上方，同步带轮13设置在小方架7上方，同步带轮13与圆盘12通过螺钉固连，三相异步电机8的电机轴与同步带轮13配合安装，同步带轮通过顶丝固定于电机轴上，三相交流异步电机8带动同步带轮13和圆盘12转动，同时同步带轮13将转动参数传递给测速反馈编码器5，所述圆盘平面上随机放置一个磁钢，目标跟踪传感器11检测圆盘上磁钢位置变化，目标跟踪传感器11距离圆盘12的距离为2mm，伺服电机驱动运动模组运动以使目标跟踪传感器在平面内跟随磁钢位置变化跟踪运动，x轴模组9、y轴模组6的中间位置各安装一个原点位置传感器，用于在系统运行初期的原点回归运动，即系统复位，目标跟踪传感器11将检测到的信号传输至外部的控制器，控制器控制伺服电机10的转动，x轴模组和y轴模组两端安装极限位置传感器，当x轴模组移动到y轴模组的两端时可以实现自动停止或者反向，以保护装置。

大方架4是随动控制装置的载体，固定安装在桌面3上。线排端子和线槽安装在桌面3的右部。四个万向轮1位于桌架的桌脚位置，可以实现整个随动控制装置的移动和固定。

桌面3尺寸为长1000mm,宽720mm；圆盘直径20mm，三相交流异步电机额定转速为1350r/min，配置15倍减速电机。所述y轴模组6、x轴模组9为工字模组，工字模组有效行程均约400mm，每圈皮带运行约75mm。xy轴工字模组两侧均配置微型行程开关，各轴中间位置配置原点检测传感器，可配合100w或200w伺服电机使用，能够完成直线插补、圆弧插补及随动跟踪控制。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。