CN105513484B - 一种多功能运动控制实训台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多功能运动控制实训台，包括工件转盘控制台和主控制台，工件转盘控制台上设置有步进电机驱动器、步进电机、变频电机驱动器、变频电机、伺服电机驱动器、伺服电机、旋转工作台、转盘主轴和工件转盘，三台电机安装在旋转工作台上且分别连接有直径不同的同步轮，转盘主轴通过皮带与其中一个同步轮连接，主控制台上设置有PLC控制器、伺服端口快速连接排插和触摸屏，伺服电机驱动器连接线与PLC控制器连接线的接口连接到伺服端口快速连接排插上。该实训台带有伺服实训专用接插接口功能，多套控制电机通过更换皮带控制同一旋转盘实现变频、步进和伺服对同一控制对象进行控制，还能与工业机器人配合完成全自动化的工业机器人实训操作。

Description

一种多功能运动控制实训台

技术领域

本发明涉及一种实训台，特别涉及一种多功能运动控制实训台。

背景技术

目前使用的实训台存在有以下不足之处：

1、现有的各类运动控制实训台，伺服运动的上位机与伺服驱动器的接插口都是固定焊接完成的，实训中只需要插接接头即可，学生训练中不知如何进行接口的具体内部连接。

2、现今的运动控制对象都是独立的控制电机系统，没有多种控制电机控制方式在一个控制对象上实现。

3、针对工业机器人工作岛的实训台没有变位机功能。

4、工业机器人操作工位台面的功能单一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种多功能运动控制实训台，该实训台带有伺服实训专用接插接口功能，及多套控制电机通过可更换传动皮带控制同一旋转盘实现变频、步进和伺服对同一控制对象进行控制，该实训台还可作为工业机器人工作岛的一部分，进行工件的旋转控制，完成全自动化的工业机器人实训操作。

解决上述技术问题的技术方案是：一种多功能运动控制实训台，包括工件转盘控制台和主控制台，所述工件转盘控制台上设置有步进电机驱动器、由步进电机驱动器驱动的步进电机、变频电机驱动器、由变频电机驱动器驱动的变频电机、伺服电机驱动器、由伺服电机驱动器驱动的伺服电机、旋转工作台、转盘主轴和安装在转盘主轴上的工件转盘，步进电机、变频电机、伺服电机安装在旋转工作台上，步进电机、变频电机、伺服电机上分别连接有直径不同的同步轮Ⅰ、同步轮Ⅱ、同步轮Ⅲ，转盘主轴通过皮带与其中一个同步轮连接，所述主控制台上设置有PLC控制器、伺服端口快速连接排插和与PLC控制器连接的触摸屏，所述的伺服电机驱动器连接线与PLC控制器连接线的接口连接到伺服端口快速连接排插上。

所述的工件转盘的一端面上设置有用于固定多种物料类型的凹槽组，工件转盘的另一端面是平板上固定有快速夹钳结构的快速夹钳固定焊接板。

所述的凹槽组包括三角形凹槽、矩形凹槽、圆形凹槽、椭圆形凹槽、五角星形凹槽、六边形凹槽和五边形凹槽中的一种、两种或多种。

所述的旋转工作台是通过伺服变位电机带动，伺服变位电机通过变位电机伺服驱动器驱动。

由于采用上述结构，本发明具有如下有益效果：

1、现有的实训台均是将伺服驱动器与上位机通过一根多股专用连接导线引脚焊死连接，只能实现模拟量或高速脉冲其中一种输出方式的实训，且由于导线对应引脚是焊死的，学生无法进行伺服驱动器与上位机之间的接线训练。而本发明伺服驱动器与上位机的X1连接线两端接口接到固定的伺服端口快速连接排插上，一方面可以根据对伺服的不同功能要求进行模拟量或高速脉冲不同输出方式的连接，一套设备就可以实现两种功能的实训，而无需焊死导线只实现单一功能；另一方面，训练时可以针对伺服的多种控制方式实现快速的连接线连接，即学生能够根据对伺服的要求的对连接线进行连接，进行伺服驱动器与上位机之间的接线训练，提高动手能力。

2、多套控制电机通过可更换皮带控制同一旋转盘实现变频、步进和伺服对同一控制对象进行控制；在变位机工作台底部放置三种不同类型的步进、变频、伺服控制电机，电机轴均连接不同大小的同步轮，由同步轮与转盘主轴通过同步带连接，当需要其中一种电机控制时，即将皮带挂至该电机轴同步轮与转盘主轴同步轮上即可。可以在训练时快速完成不同电机的控制转换，提高训练效率。

3、工位转盘可以正反两面使用，正面有多种物料类型的固定位置，方便进行工业机器人搬运物料；反面为快速夹钳固定焊接板件，方便进行工业机器人焊接物料；只要在训练时更换正反两面工作台，即可完成工业机器人搬运和焊接的切换。

4、工作台可以实现变位机功能。

下面，结合附图和实施例对本发明之一种多功能运动控制实训台的技术特征作进一步的说明。

附图说明

图1：本发明之一种多功能运动控制实训台结构示意图。

图2：本发明之伺服驱动器、PLC控制器与伺服端口快速连接排插连接示意图。

图3：本发明之工件转盘结构示意图之一（显示设置有凹槽组的端面）。

图4：本发明之工件转盘结构示意图之二（显示快速夹钳固定焊接板的端面）。

图中：1-工件转盘控制台，2-伺服电机驱动器，21-伺服电机驱动器连接线，3-变频电机驱动器，4-步进电机驱动器，5-变频电机，6-同步轮Ⅱ，7-旋转工作台，8-伺服变位电机，9-步进电机，10-同步轮Ⅰ，11-工件转盘，111-快速夹钳，12-转盘主轴，13-皮带，14-同步轮Ⅲ，15-伺服电机，16-PLC控制器，161-PLC控制器连接线，17-伺服端口快速连接排插，18-触摸屏，19-主控制台，20-变位电机伺服驱动器。

具体实施方式

实施例1：一种多功能运动控制实训台，如图1-图4所示，包括工件转盘控制台1和主控制台19，所述工件转盘控制台上设置有步进电机驱动器4、由步进电机驱动器驱动的步进电机9、变频电机驱动器3、由变频电机驱动器驱动的变频电机5、伺服电机驱动器2、由伺服电机驱动器驱动的伺服电机15、旋转工作台7、转盘主轴12和安装在转盘主轴上的工件转盘11，步进电机、变频电机、伺服电机安装在旋转工作台上，步进电机、变频电机、伺服电机上分别连接有直径不同的同步轮Ⅰ10、同步轮Ⅱ6、同步轮Ⅲ14，转盘主轴12通过皮带13与其中一个同步轮连接。多套控制电机通过可更换皮带控制同一旋转盘实现变频、步进和伺服对同一控制对象进行控制；当需要其中一种电机控制时，即将皮带挂至该电机轴同步轮与转盘主轴同步轮上即可。可以在训练时快速完成不同电机的控制转换，提高训练效率。可以快速比较不同的控制电机对同一对象的控制精度，而且在训练过程中通过切换不同同步轮的变比，可以掌握如何换算齿轮比。

所述主控制台19上设置有PLC控制器16、伺服端口快速连接排插17和与PLC控制器连接的触摸屏18，所述的伺服电机驱动器连接线21与PLC控制器连接线161的接口连接到伺服端口快速连接排插17上，可以方便的对连接线进行连接，可以对伺服的不同功能要求进行连接，而无需焊死导线只实现单一功能，训练时可以针对伺服的多种控制方式实现快速的连接线连接。主控制台台面伺服端口快速连接排插17的接插头为实训用插头连线，可根据不同的要求进行模拟量和高速脉冲输出方式的连线训练。

所述的工件转盘11的一端面上设置有用于固定多种物料类型的凹槽组，所述的凹槽组包括三角形凹槽、矩形凹槽、圆形凹槽、椭圆形凹槽、五角星形凹槽、六边形凹槽、五边形凹槽或其他形状凹槽中的一种、两种或多种。工件转盘的另一端面是平板上固定有快速夹钳111结构的快速夹钳固定焊接板。工位转盘可以正反两面使用，正面有多种物料类型的固定位置，方便进行工业机器人搬运物料；反面为快速夹钳固定焊接板件，方便进行工业机器人焊接物料；只要在训练时更换正反两面工作台，即可完成工业机器人搬运和焊接的切换。

所述的旋转工作台7是通过伺服变位电机8带动，伺服变位电机8通过变位电机伺服驱动器20驱动，工作台可以实现变位机功能。由变位电机伺服驱动器20进行控制伺服变位电机8，变位电机伺服驱动器采用profibus总线与上位机PLC进行通讯，可以与工业机器人进行配合完成自动变位功能，实现多角度弧焊的实训目的。

本发明所述伺服端口快速连接排插的具体结构与现有实训台用于其他设备端口之间的连线排插相同，此处不再赘述。

Claims (3)

1.一种多功能运动控制实训台，其特征在于：包括工件转盘控制台（1）和主控制台（19），所述工件转盘控制台上设置有步进电机驱动器（4）、由步进电机驱动器驱动的步进电机（9）、变频电机驱动器（3）、由变频电机驱动器驱动的变频电机（5）、伺服电机驱动器（2）、由伺服电机驱动器驱动的伺服电机（15）、旋转工作台（7）、转盘主轴（12）和安装在转盘主轴上的工件转盘（11），步进电机、变频电机、伺服电机安装在旋转工作台上，步进电机、变频电机、伺服电机上分别连接有直径不同的同步轮Ⅰ（10）、同步轮Ⅱ（6）、同步轮Ⅲ（14），转盘主轴（12）通过皮带（13）与其中一个同步轮连接，所述主控制台（19）上设置有PLC控制器（16）、伺服端口快速连接排插（17）和与PLC控制器连接的触摸屏（18），伺服电机驱动器连接线（21）与PLC控制器连接线（161）的接口连接到伺服端口快速连接排插（17）上；

所述的工件转盘（11）的一端面上设置有用于固定多种物料类型的凹槽组，工件转盘的另一端面是平板上固定有快速夹钳（111）结构的快速夹钳固定焊接板。

2.根据权利要求1所述的一种多功能运动控制实训台，其特征在于：所述的凹槽组包括三角形凹槽、矩形凹槽、圆形凹槽、椭圆形凹槽、五角星形凹槽、六边形凹槽和五边形凹槽中的一种、两种或多种。

3.根据权利要求1或2所述的一种多功能运动控制实训台，其特征在于：所述的旋转工作台（7）是通过伺服变位电机（8）带动，伺服变位电机（8）通过变位电机伺服驱动器（20）驱动。