一种四点同步升降系统的制作方法

本发明属于升降装置技术领域，特别是涉及一种四点同步升降系统。

背景技术：

调平装置是光学系统加工的前提，只有在把光学原材料放置在一个标准平面上，才能进行精密加工。过去往往采用人工手动调节方式，依靠人眼观察基准水泡，经过反复观察基准水泡，结果反复调整才能达到要求，调节时间长，容易受人影响，且调整精度也不高。

因此，如何解决上述问题成为本领域人员研究的重点。

技术实现要素：

本发明的第一个目的在于提供一种四点同步升降系统，已解决现有技术不足。

本发明的实施例是这样实现的：

一种四点同步升降系统，包括：

四个用于升降加工平台的单升降机构：每个所述单升降机构包括支座、电机、丝杠和移动板，所述电机通过联轴器与所述丝杠连接，所述丝杠转动能够带动所述移动板升降运动，所述移动板与所述加工平台连接能够使所述加工平台随所述移动板升降运动；

限位开关组：包括设置于每个所述单升降机构上的上限位开关和下限位开关，所述上限位开关和下限位开关用于在移动板升降运动过程中达到上下极限位置输出上下极限位置传感信号；

电阻尺组：包括设置于每个所述单升降机构上的电阻尺单元，所述电阻尺单元的测量端能够随所述移动板的升降而伸长或缩短相对应的长度，且由电阻尺单元输出对应长度变化的传感信号；

控制器：所述控制器的信号接入端连接所述限位开关组和所述电阻尺组用以接收限位开关组和电阻尺组的传感信号；

电机驱动器组：包括独立控制每个电机的电机驱动器单元，所述电机驱动器单元的信号接入端连接所述控制器的信号输出端，所述电机驱动器单元的信号输出端连接所述电机；

抱闸组：包括独立制动每个电机的抱闸单元，每个所述抱闸单元由继电器控制驱动，所述继电器的信号输入端连接所述控制器的信号输出端。

进一步地，所述支座是由一块竖板以及两块与所述竖板垂直相接的横板形成的“[”形支座，该支座上设置有滑轨，所述移动板上设置有与所述滑轨配合的滑轨槽。

进一步地，所述移动板上设置有与所述丝杠匹配的螺纹连接套。

进一步地，所述控制器连接有触摸操作屏。

进一步地，在移动板的升降运动过程中，所述控制器能够接收和比对电阻尺随移动板的位置变化而输出的位置传感信号，并根据比对结果控制电机驱动器单元和抱闸单元制动电机，使移动板升降到设定位置。

进一步地，所述四个单升降机构环形阵列于加工平台上。

本发明的有益效果是：

1、本发明具有限位开关限位(电限位)、电阻尺限位(软件限位)和抱闸限位(机械限位)三重限位，能够在移动板升降到指定位置时及时制动，保证加工平台的运动控制精度能够达到0.1mm，调整精度能够达到0.01mm；

2、本发明能单一或同时控制多台电机驱动移动板升降加工平台，可根据需要调节移动板每次升降的距离，移动的速度，设备运行平稳、安全性高；

3、本升降系统采用电机驱动+触摸屏控制，只需要一人就能轻松的完成平台的调平工作；帮助光学加工系统节省了人力成本，降低在加工平台调平的时间成本，提高了工作效率及质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明的结构简图；

图2是单升降机构的正视图；

图3是单升降机构的俯视图；

图4是单升降机构的右视图；

图5是滑轨与滑轨槽的配合示意图；

图6是电阻尺的接口接线图；

图7是限位开关组的接口接线图；

图8是电机驱动器的接口接线图；

图9是本发明的控制器的接口接线图；

图10是本发明的控制原理简图；

图11为触摸屏的主界面图；

图12为触摸屏的管理员界面图。

图标：1-支座，101-竖板，102-上横板，103-下横板，2-电机，3-丝杠，4-移动板，5-联轴器，6-丝杠固定座，7-滑轨，8-螺电阻尺，9-滑轨槽，10-上限位开关，11-下限位开关，12-固定架，13-l形连接板，14-水平板，15-支撑板，16-控制器，17-电机驱动器单元，18-抱闸单元，19-加工平台，100-单升降机构。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请参照图1至图5所示，本实施例提供一种四点同步升降系统，包括：四个用于升降加工平台19的单升降机构、限位开关组、电阻尺组、控制器、电机驱动器组和抱闸组；

每个所述单升降机构100包括支座1、电机2、丝杠3和移动板4，所述支座1包括竖板101、上横板102和下横板103，所述上横板102和下横板103垂直相接于所述竖板101的上下两端形成“[”形结构，所述上横板102自上而下贯穿有通孔，所述电机2安装于上横板102上表面，电机2的电机输出轴穿过通孔通过联轴器5与所述丝杠3连接，所述丝杠3的顶端通过丝杠固定座6固定在竖板101的内侧面，所述丝杠3的底端转动套接在下横板103上加工有的螺纹孔内，需要指出的是所述丝杠固定座6为凸字形结构，螺纹固定座6上开设有螺纹孔和螺纹安装孔，所述丝杠3穿过所述螺纹孔，所述螺纹安装孔内配合有安装螺栓将螺纹固定座6固定在竖板101上；

在所述竖板101的内侧面上关于丝杠3中心对称一体成型有两条滑轨7，所述移动板4的背面一体成型有螺纹连接套，所述丝杠3螺纹穿设在所述螺纹连接套内，所述移动板4的背面关于螺纹连接套对称一体成型有滑轨槽9，所述滑轨槽9滑动安装在所述滑轨7上，所述电机2转动带动所述丝杠3转动，所述移动板4随丝杠3的转动而进行上下升降运动，所述移动板4的前表面加工有若干安装孔，所述安装孔用于与调平装置的加工平台进行螺栓连接，这样加工平台即可随移动板4一起升降运动；

所述限位开关组共四组，编号为一号、二号、三号、四号开关组，每组限位开关组包括设置于每个所述单升降机构上的上限位开关10和下限位开关11，具体的，在移动板4左侧面的上下两端螺栓固定有“┌”形结构的固定架12，所述上限位开关10和下限位开关11分别安装上下固定架上；

所述电阻尺组供四组，编号为一号、二号、三号、四号电阻尺，每个所述单升降机构上设置有一个所述电阻尺，具体的，所述竖板101的前侧面右端焊接有l形连接板13，所述l形连接板13的顶端焊接有与上横板102平行的水平板14，所述水平板14上加工有圆孔，所述竖板101的右侧面焊接有支撑板15，所述电阻尺8通过螺栓安装在所述支撑板15上，所述电阻尺8的测量端穿过水平板14上的通孔并通过上下螺母锁紧，所述电阻尺8的测量端能够随移动板4的上下升降而对应伸长或缩短相应的长度；

所述控制器16由一个主处理模块和两个扩展处理模块组成，所述主处理模块和扩展处理模块之间通过内建快速通讯连接口连接，所述主处理模块型号为dvp28sv11t2，扩展处理模块型号为dvp08sn11t和dvp04ad-sl，所述电机驱动器组共四个电机驱动器单元17，编号为一号节点、二号节点、三号节点、四号节点，每个所述电机驱动器单元17单独控制一个电机2，电机驱动器单元17型号为dm860h，所述抱闸组包括四个抱闸单元18，每个电机2配置一个抱闸单元18；

参见图6-9所示，控制器16的端口与各传感元件、执行元件的端口接线如下：

所述dvp28sv11t2的信号输入端连接如下：端口xo连接一号上限位开关，端口x1连接一号下限位开关，x2连接二号上限位开关，x3连接二号下限位开关，x4连接三号上限位开关，x5连接三号下限位开关，x6连接四号上限位开关，x7连接四号下限位开关，同时x10连接紧急停止按钮，用于紧急制动；

所述dvp28sv11t2的信号输出端连接如下：端口yo连接一号节点_pul，端口y1连接一号节点_dir，y2连接二号节点_pul，端口y3连接二号节点_dir，端口y4连接三号节点_pul，端口y5连接三号节点_dir，端口y6连接四号节点_pul，端口y7连接四号节点_dir，端口y10连接一号节点_ena，端口y11连接二号节点_ena，端口y12连接三号节点_ena，端口y13连接四号节点_ena；

所述dvp08sn11t的端口接线如下：y0连接一号电机的抱闸单元，y1连接二号电机的抱闸单元，y2连接三号电机的抱闸单元，y3连接四号电机的抱闸单元；

所述dvp04ad-sl的端口接线如下：v1+连接一号电阻尺，v2+连接二号电阻尺，v3+连接三号电阻尺,v4+连接四号电阻尺；

为便于操作，本发明采用电机驱动+触摸屏控制操作，在dvp28sv11t2的rs-232接口处连接有触摸屏，参见图11、图12，具体的触摸屏的各功能区简介如下：

1)界面最左边(图中标号1方框内)：“一号抱闸”、“二号抱闸”、“三号抱闸”、“四号抱闸”，显示四点的抱闸的实时的状态，当抱闸未松开时，状态指示灯为“红色”且文字说明为“制动”；当抱闸松开时，状态指示灯为“绿色”且文字说明为“松开”。

2)“选择一号”、“选择二号”、“选择三号”、“选择四号”(图中标号2方框内)为单点控制模式下的节点选择按钮，同时也能实时的显示四个节点的是否处于工作状态。

3)“剩余升量”、“剩余降量”(图中标号3方框内)，此处文本不仅仅显示当前对应的节点的上升下降的位移量的信心，同时当某个节点的“电限位”被激活时，对应的升或降的文本背景色由“绿色”变为“红色”，如当二号节点的电机滑块运动到了上升的极限位置处，二号节点的上限位开关检测到了滑块，则对应的二号的“剩余升量”的文本背景色由“绿”变为“红”。

4)“位置00.00mm”(图中标号4方框内)，此处文本显示当前节点的实时的位置信息(基于标定的零点)。

5)“plc状态&触摸屏通讯”(图中标号5方框内)，指示灯实时的显示，plc是否为正常的工作状态，plc和触摸屏的通许是否正常。

6)“急停按钮状态”(图中标号6方框内)，实时的显示，外部急停按钮的状态，没有激活时，“急停按钮状态”指示灯为“红色”；激活时，“急停按钮状态”指示灯为“绿色”，表示按钮已按下。

7)“管理员设置”(图中标号7方框内)，在点击该按钮后，弹出密码输入框，密码正确后(默认密码为123456)，进入管理员控制界面，可查看数据在未处理时的值、修改系统参数(速度值)等。

8)图中标号8方框内，实时显示当前状态下四个节点的上升下降的垂直速度，并且“运动指示灯”会在电机工作时进行闪烁，以提示使用者有节点正在工作。

9)图中标号9的按钮，为单次运动距离的设置框，点击图中设置框的位置，弹出会话框，进行单次运动距离的设置，默认状态下的值为1.0mm，可设置的范围为0～9.9mm。

10)图中标号10的按钮，为进入同步控制模式的按钮，当按下该按钮后，系统进入到同步控制模式中，并且四个节点的电机，会自动进入等待接收运动命令的状态，此时按下“上升下降”按钮((图中标号13、14方框内))后，节点将同步的进行上升下降运动。

11)图中标号11的按钮，为进入回归零点的运动模式按钮，当按下该按钮后，系统自动比较当前的实际位置和预先设置的归零点的位置，自动控制四个节点同时回到四个节点的归零点位置。

12)图中标号12的按钮，为进入单节点控制模式的按钮，当按下该按钮后，系统进入到单节点控制模式中，在此模式下，能且仅能同时控制一个节点，如：当开启二号节点后，不能开启其他节点；若需要使用其他节点，则需要在关闭二号节点后，再开启其他节点的控制。

13)图中标号13、14的按钮，为当使用者设置好运动参数和控制模式后，控制节点上升下降的主要使用按钮。

14)图中标号15的按钮，当发生任何突发情况时，需要立即停止四个节点的停止工作的按钮。

15)图中标号为16的方框，实时的显示当前四个节点的电阻尺数据，为未处理的原始数据。

16)图中标号为17的方框，可在此界面选择需要控制的节点，此界面下为自由控制状态，即可以任意选择控制的节点数。

17)图中标号为18的按钮，在系统进入到软件限位后，需要进入到此界面点击“解除限位”按钮，按钮内文本会变更为“已解除”，系统才能重新恢复控制效果，且当节点都回到软件限位的范围内时，需要再次点击该按钮，使得软件限位功能重新启用。

18)图中标号为19的方框，可对四个节点的运动速度进行设置(只能在管理员界面才能更改)，系统上电后默认的运动速度为0.1mm/s，且可设置的运动速度范围为0～1.0mm/s。

综上所述，本四点同步升降系统具有限位开关限位(电限位)、电阻尺限位(软件限位)和抱闸限位(机械限位)三重限位，能控制与本升降系统连接的加工平台实现四点同步升降、单点升降、自动归零的功能，具体的工作原理参见图10：

1、限位开关限位(电限位):在加工平台的调整过程中，当电机2带动的移动板4到达上/下电限位的位置时，上/下限位开关会检测到移动板并产生相应电信号，电信号将传输至主控处理模块dvp28sv11t2，经信号识别处理后，由主控处理模块dvp28sv11t2控制电机停转同时通知dvp08sn11t模块控制抱闸单元制动电机，在移动板4达到上限位位置时，锁定上升运动的按钮，此时的上升运动按钮不工作，按钮无效，只能进行下降的运动，同理在移动板4达到下限位时，锁定下降运动按钮，只能进行上升运动；

2、电阻尺限位(软件限位)：在电限位的范围内，存在软件限位，目的在于通过软件的数据参数设置控制上升下降的运动范围，当电机2带动的移动块4移动时，电阻尺的测量端会被随着移动板4的升降而被拉长或收缩相应的长度，于是电阻尺会产生一个电信号，电信号经电阻尺的信号输出端接入主控处理模块dvp28sv11t2转变成数字信号，该数字信号与存储于主控处理模块中的数据编程进行数据参数对比，当该数字信号到了软件限位的范围外时，由主控处理模块dvp28sv11t2控制电机停转同时通知dvp08sn11t模块控制抱闸单元制动电机，运动立即停止且同时锁上所有的运动按钮，需要在管理员界面中使用“解除限位”的按钮后才能进行上升下降的运动控制；

3、抱闸限位(机械限位)：三重限位中的最后一道关卡，通过机械卡住、锁死的原理，使得电机不能移动到正常的工作范围外，同时防止突发情况下平台骤降电阻尺会发生受力过大导致电阻尺损坏；

4、同步升降：由控制器同时控制四部电机使用相同的速度(可在管理员界面自行设置，范围为0～1.0mm/s)进行四点同步的上升、下降运动，且单次的运行距离四点相同(可自行设置，范围为0～9.9mm)；

5、单点升降：由控制器控制四部电机中的某一部电机，进行一个点同步的上升、下降运动，且在此控制模式下能且仅能同时控制一部电机；

6、自动归零：由控制器和电阻尺共同控制，在触摸屏上按下“归零”按钮后，系统将目前的实际位置和预先设置的归零点位置做对比，控制器将自动松开抱闸、启动电机使平台自动的回到我们预先设置的归零点处。

需要指出的是：上述信号的处理过程均是本领域技术人员通过现有技术可实现的，例如专利授权号为：cn201520630728.2的中国专利“一种遥控电动内置百叶中空玻璃”，其公开了控制器如何接收和处理限位开关的传感信号控制电机的停转，如专利授权号为：cn208395590u的中国专利“整平机平面自动定位装置”，其公开了控制器如何接收和处理电阻尺的传感信号控制电机的停转，因此本实施例中不做赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。