CN102507130A - 一种重载顶门自动横移装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种重载顶门自动横移的装置，所述装置采用的主体机构的数量为2，2部相同的主体机构分别固定安装在风洞顶门的左右两端。顶门与支撑臂连接；支撑臂通过滚轮安装在导轨上端；伺服电机与行星减速器连接后与连接座连接；连接座将伺服电机和行星减速器与前支撑臂连接；齿轮与行星减速器输出端连接；齿条固定于基座上；齿轮齿条有效啮合。在所述工业控制计算机中设置有操作界面和运动控制程序，通过计算机的运动控制板和IO扩展板，利用控制板的运动控制功能实现对交流伺服电机的运动控制。采用本发明可实现重载顶门的自动化横移，本发明的装置运行稳定、可靠、安全。

Description

一种重载顶门自动横移装置

技术领域

本发明属于机电控制领域，具体涉及一种重载顶门的自动横移。本发明适用于风洞顶门自动横移或其它重载物体自动横移。

背景技术

8m×6m/16m×12m低速风洞是一座直流式、闭口串列双试验段大型低速风洞，该风洞由风洞洞体、测控系统、动力系统、模型支撑系统和顶门开闭系统等组成。该风洞顶门自重13吨，跨度10米，顶门的开启及关闭主要是为了试验模型、试验设备的进洞安装放置。现有设备采用单台普通三相电机拖动顶门，难以保证重载顶门在运动过程中的同步精度、定位精度，运行不平稳，无法实现启停高低速控制，使用不方便，冲击载荷大，安全隐患大。迫切需要一种新型重载顶门自动横移装置。

发明内容

为解决运行不稳定，使用不方便，安全隐患大，满足风洞试验需要，本发明提供了一种重载顶门自动横移的装置。

解决该问题的具体技术方案是：本发明的重载顶门自动横移装置包括主体机构和控制系统两部分。

主体机构部分包括：顶门、前支撑臂、后支撑臂、主动滚轮、从动滚轮、导轨、基座、齿条、齿轮、连接座、行星减速器、伺服电机。其连接关系是：所述主体机构安装在风洞洞体上。顶门与支撑臂连接；支撑臂通过滚轮安装在导轨上端；伺服电机与行星减速器连接后与连接座连接；连接座将伺服电机和行星减速器与前支撑臂连接；齿轮与行星减速器输出端连接；齿条固定于基座上；齿轮齿条有效啮合。

控制系统部分包括：工业控制计算机、液晶显示器、运动控制卡、IO扩展卡、伺服驱动器、伺服电机等。在所述工业控制计算机中设置有操作界面和运动控制程序，通过计算机的PCI插槽连接运动控制板和IO扩展板，利用控制板的运动控制功能实现对伺服驱动器和交流伺服电机的运动控制。

本发明利用控制板的运动控制功能实现对交流伺服电机的同步运动控制，同时驱动两台伺服电机对顶门实现横移。

本发明重载顶门自动横移装置的工作流程，包括如下步骤：

A、伺服电机通过行星减速器带动齿轮在齿条上移动，拉动前支撑臂带动主动滚轮在导轨上移动，后支撑臂及从动滚轮做随动，顶门横移打开；

B、伺服电机反转，通过行星减速器带动齿轮在齿条上移动，推动前支撑臂带动主动滚轮在导轨上移动，后支撑臂及从动滚轮做随动，顶门横移关闭；

所述步骤A、B过程移动距离靠工业控制计算机实现控制，有效行程为6600mm。

本发明通过主体机构和控制系统部分的结合实现了实现重载顶门自动横移，采用伺服电机同步控制，配合结构精密、强度高的行星减速器、齿轮齿条传动结构，能够有效保证横移过程中运行平稳、可靠。本发明适用于风洞顶门的自动横移，也可用于类似同步及定位精度要求较高的重载设备自动横移。

附图说明

图1是本发明的重载顶门自动横移装置的侧视图。

图2是本发明的重载顶门自动横移装置的正视图。

图3是本发明的重载顶门自动横移装置的控制系统框图。

图中：1.后支撑臂    2.从动滚轮     3.前支撑臂     4.主动滚轮     5.导轨     6.基座     7.齿条     8.连接座     9.齿轮     10.减速器     11.伺服电机     12.顶门     13.液晶显示器     14.工作控制计算机     15.运动控制卡     16.IO扩展板     17.伺服驱动器     18.交流伺服电机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步的详细说明。

图1是本发明的顶门自动横移装置的侧视图，图2是本发明的顶门自动横移装置正视图。如图1图2所示，本发明的重载顶门自动横移装置包括主体机构和控制系统两部分。主体机构部分包括：后支撑臂1、从动滚轮2、前支撑臂3、主动滚轮4、导轨5、基座6、齿条7、连接座8、齿轮9、减速器10、伺服电动机11、顶门12。其连接关系是：所述主体机构安装在风洞洞体上。顶门12与后支撑臂1和前支撑臂3连接；后支撑臂1通过从动滚轮2安装在导轨5上端；前支撑臂3通过主动滚轮4安装在导轨5上端；伺服电机11与行星减速器10连接后与连接座8连接；连接座8将伺服电机11和行星减速器10与前支撑臂3连接；齿轮9与行星减速器10输出端连接；齿条7固定于基座6上；齿轮9与齿条7有效啮合。所述装置采用的主体机构的数量为2，2部相同的主体机构分别固定安装在风洞顶门的左右两端。

所述横移减速器采用台湾精锐科技股份有限公司生产的AE205-70精密行星减速器。

所述齿轮采用德国ATLANTA公司生产的精密齿轮，模数为5。

所述齿条采用德国ATLANTA公司生产的精密齿条，模数为5。

图3是本发明的重载顶门横移的控制系统的框图。如图3所示，本发明的重载顶门横移装置装置的控制系统包括：液晶显示器13、工业控制计算机14、运动控制卡15、IO扩展卡16、伺服驱动器17、交流伺服电机18。在所述工业控制计算机14上用C语言编制控制界面和运动控制程序，通过计算机的PCI插槽连接运动控制卡15和IO扩展卡16，利用控制卡15的运动控制功能实现对伺服驱动器17和交流伺服电机18的运动控制。

所述工业控制计算机14采用台湾研华公司生产的IPC-610BP-30H工业控制计算机。

所述运动控制卡15采用台湾研华公司生产的PCI-1240UPCL-101100M-1运动控制卡。

所述伺服驱动器17采用日本安川公司生产的SGDM-30ADA伺服驱动器。

所述交流伺服电机18采用日本安川公司生产的SGMGH-30A2A6C 3KW交流伺服电机。

所述重载顶门自动横移装置工作过程描述如下：

A、伺服电机11通过行星减速器10带动齿轮9在齿条7上移动，拉动前支撑臂3带动主动滚轮4在导轨5上移动，后支撑臂1及从动滚轮2做随动，顶门12横移打开；

B、伺服电机11反转，通过行星减速器10带动齿轮9在齿条7上移动，推动前支撑臂3带动主动滚轮4在导轨5上移动，后支撑臂1及从动滚轮2做随动，顶门12横移关闭；

所述步骤A、B过程移动距离靠工业控制计算机实现控制，有效行程6600mm。

按上述工作过程往复循环运动，可实现顶门横移打开和关闭的全自动化，减少人工参与环节，提高顶门运行稳定性、可靠性、安全性以及试验效率和定位精度。

本发明的重载顶门自动横移装置可用于不同大小、不同形状、重量较重、定位精度要求高的多种产品自动横移。

Claims (6)

1.一种重载顶门自动横移装置，其特征在于所述的自动横移装置包括:主体机构和控制系统两个部分；

主体机构部分包括：后支撑臂（1）、从动滚轮（2）、前支撑臂（3）、主动滚轮（4）、导轨（5）、基座（6）、齿条（7）、连接座（8）、齿轮（9）、减速器（10）、伺服电动机（11）、顶门（12）；其连接关系是：所述主体机构安装在风洞洞体上；

顶门（12）与后支撑臂（1）和前支撑臂（3）连接；后支撑臂（1）通过从动滚轮（2）安装在导轨（5）上端；前支撑臂（3）通过主动滚轮（4）安装在导轨（5）上端；伺服电机（11）与行星减速器（10）连接后与连接座（8）连接；连接座（8）将伺服电机（11）和行星减速器（10）与前支撑臂（3）连接；齿轮（9）与行星减速器（10）输出端连接；齿条（7）固定于基座（6）上；齿轮（9）与齿条（7）有效啮合；

所述控制系统部分包括：液晶显示器（13）、工业控制计算机（14）、运动控制卡（15）、IO扩展卡（16）、伺服驱动器（17）、交流伺服电机（18）；在所述工业控制计算机（14）中设置有操作界面和运动控制程序，通过计算机的PCI插槽连接运动控制卡（15）和IO扩展卡（16），利用控制卡（15）的运动控制功能实现对伺服驱动器（17）和交流伺服电机（18）的运动控制。

2.根据权利要求1所述重载顶门自动横移装置，其特征在于：所述重载顶门自动横移装置中的行星减速器（10）采用减速比为40-100的减速器。

3.根据权利要求1所述重载顶门自动横移装置，其特征在于：所述重载顶门自动横移装置中的齿条（7）和齿轮（9）采用的模数为4-10个。

4.根据权利要求1所述装置顶门自动横移装置，其特征在于：所述载顶门自动横移装置中的工业控制计算机（14）采用防震、防尘的工业控制计算机。

5.根据权利要求1所述装置顶门自动横移装置，其特征在于：所述载顶门自动横移装置中的运动控制板（15）采用具有四轴以上直线插补功能的运动控制板。

6.根据权利要求1所述重载顶门自动横移装置，其特征在于：所述装置采用的主体机构的数量为2个。

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