CN106933181A - 一种小型发动机拆装装置电气控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种小型发动机拆装装置电气控制系统，其机械部分包括行走机构、升降机构和微调机构三个部分，通过驱动三个部分实现对发动机的有效拆装；电气控制系统包括可编程逻辑控制器、通讯模块、动力单元、触摸屏、激光测距模块、压力传感器、数字视频监测单元、伺服控制器、电机、行走机构、升降机构和微调机构。电气控制系统采用数据处理、伺服运动控制和电机驱动方式，实现发动机拆装装置的自动控制和精确定位；采用数字视频监测实现了发动机拆装过程的可视化观察，减轻了人工操作的负担；改变以往单片机的简单控制方式，提高了系统的抗干扰能力，提高控制系统自动化程度和可靠性，提高工作效率，实现智能的检测和控制。

Description

一种小型发动机拆装装置电气控制系统

技术领域

本发明具体涉及一种小型发动机拆装装置电气控制系统。

背景技术

近年来随着航空工业的快速发展，形式多样的飞机品种越来越多，小型飞机由于其体积小、灵活方便、价格低等特点，越来越受到人们的广泛关注。发动机作为飞机的核心部件，在飞机生产装配中，对发动机的安装和拆卸工作尤为复杂和重要。目前国内飞机发动机的拆装大多采用机械及其液压方式的发动机安装车，机械及其液压方式的发动机安装车存在自动度化程度低、操作繁琐、费时费力，使用相当不方便等问题，电动方式的并不多见，且目前已有的电动式安装车的控制系统大多采用的电气元件硬件连接方式，或是单片机的简单控制，存在故障率高、受干扰较大，同时在发动机拆装过程存在不能实时的操作和可视化观察，无法实现精确的定位和复杂姿态调整的控制，自动化程度不高等一系列问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种自动化程度高、拆装效率高、易于对接，姿态容易调整，在拆装过程实时观察发动机与发动机舱间隙的小型飞机发动机拆装装置电气控制系统。

本发明的技术方案：

一种小型发动机拆装装置电气控制系统，小型发动机拆装装置的机械部分包括行走机构、升降机构和微调机构三个部分，通过驱动三个部分实现对发动机的有效拆装；

所述的电气控制系统包括可编程逻辑控制器、通讯模块、动力单元、触摸屏、激光测距模块、压力传感器、数字视频监测单元、行走伺服控制器、横向微调伺服控制器、纵向微调伺服控制器、航向微调伺服控制器、升降伺服控制器、行走电机、升降电机、横向微调电机、纵向微调电机、航向微调电机、行走机构、升降机构和微调机构；

所述的动力单元分别与可编程逻辑控制器、触摸屏、数字视频监测单元连接，提供动力支持，动力单元为触摸屏和可编程逻辑控制器提供DC24V电源动力供给，动力单元为数字视频监测单元提供DC12V电源动力供给；

所述的可编程逻辑控制器分别与触摸屏、激光测距模块、压力传感器连接，可编程逻辑控制器与触摸屏进行数据交换，在触摸屏上对行走机构、升降机构和微调机构的运动速度和目标位置进行设置，并对系统的运行状态进行显示；可编程逻辑控制器对激光测距模块的输出数据进行实时的监测，保证系统与飞机位置定位；压力传感器实时采集发动机的拆装载荷，并传输给可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器分析判断是否超出规定的限度；

所述的通讯模块与可编程逻辑控制器、伺服控制器连接，伺服控制器包括行走伺服控制器、升降伺服控制器、横向微调伺服控制器、纵向微调伺服控制器和航向微调伺服控制器连接，可编程逻辑控制器通过通讯模块将数据传输给伺服控制器，使其驱动电机运动；行走伺服控制器与行走电机连接，行走电机与行走机构连接，通过行走电机的运行，实现小型发动机拆装装置行走机构的运动控制；升降伺服控制器与升降电机连接，升降电机与升降机构连接，通过可编程逻辑控制器对升降伺服控制器的发送数据指令，驱动升降电机，通过升降电机的运行，实现小型发动机拆装装置升降机构的驱动和控制；横向微调伺服控制器与横向微调电机连接，纵向微调伺服控制器与纵向微调电机连接，航向微调伺服控制器与航向微调电机连接，并将横向微调电机、纵向微调电机、航向微调电机与微调机构连接，通过驱动横向微调电机、纵向微调电机、航向微调电机的运动，实现对小型发动机拆装装置微调机构的运动。

小型发动机拆装装置电气控制系统系统通过行走机构、升级机构、微调机构的运动实现小型发动机在安装和拆卸过程中复杂姿态的微动调整，并通过数字视频监测单元对发动机安装和拆卸的间隙观察，实现系统实时的操作和可视化观察，精确的定位和复杂姿态调整的自动化控制，该控制系统的行走电机、升降电机、横向微调电机、纵向微调电机、航向微调电机均采用伺服电机。

本发明的有益效果：本电气控制系统采用数据处理、伺服运动控制和电机驱动方式，实现了小型飞机发动机拆装装置的自动控制和精确定位；采用数字视频监测克服了以往利用传统多个人工观察安装间隙的不足，实现了小型飞机发动机拆装过程的可视化观察，减轻了人工操作的负担；改变以往单片机的简单控制方式，提高了系统的抗干扰能力，以及提高了控制系统自动化程度和可靠性，大幅提高了工作效率，实现了智能的检测和控制。

附图说明

图1是一种小型发动机拆装装置电气控制系统的结构框图。

图2是一种小型发动机拆装装置电气控制系统的工作流程图。

具体实施方式

以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。

实施例

该控制系统由可编程逻辑控制器、通讯模块、动力单元、触摸屏、激光测距模块、压力传感器、数字视频监测单元、行走伺服控制器、升降伺服控制器、横向微调伺服控制器、纵向微调伺服控制器、航向微调伺服控制器、行走电机、升降电机、横向微调电机、纵向微调电机、横向微调电机、航向微调电机、行走机构、升降机构、微调机构组等组成。

小型飞机发动机拆装装置包括底部行走机构，中间部分的升降机构、行走机构与升降机构机械连接，在升降机构上部是微调机构，升降机构与微调机构机械连接，构成小型飞机发动机拆装装置的整体框架式机械结构。通过行走机构运动实现小型发动机拆装装置的水平行走，可实现指定位置的到达，通过升降机构运动、实现小型发动机拆装装置的整体升高或降低，通过微调机构实现拆装的微调整。通过触摸屏对可编程逻辑控制器发出控制指令，并利用伺服控制器驱动电机运动，并带动行走机构、升降机构、微调机构运动，实现小型飞机发动机的自动安装与拆卸控制。

动力单元为系统提供动力，采用蓄电池方式输出两组电源，输出DC24V为触摸屏、可编程逻辑控制器提供动力供给，动力单元提供DC12V为数字视频监测单元提供动力供给。并采用AC220V对动力单元进行充电，进行电源补给，满足实际的使用需求。

可编程逻辑控制器分别连接触摸屏、通讯模块、激光测距模块、压力传感器。可编程逻辑控制器配有以太网接口与触摸屏的通讯接口连接进行数据交换、并在控制器的右侧配置底板与通讯模块连接，同时扩展了多个输入输出模块，实现系统的采集与控制。

触摸屏负责发出行走电机、升降电机、横向微调电机、纵向微调电机、航向微调电机的正传命令、反转命令、启动命令、停止命令速度参数设置、速度显示及其状态显示。触摸屏配有以太网通讯接口，便于与可编程逻辑控制器进行总线连接和数据的交互，在触摸屏上分别包括参数设置屏、自动操作屏、手动操作屏、维护操作屏、状态显示操作屏等画面。

系统配置数字视频监测单元，视频监测单元由摄像头、监控器、显示屏三部分组成。采用摄像头对飞机的拆装过程进行视频监控，在飞机内腔体侧翼多个辅助窗口中安装高清晰度微型摄像头，通过监控器处理视频，并通过显示屏观察发动机在安装和拆卸过程，实时的观察发动机外廓与飞机结构框之间的间隙，避免发动机外廓与飞机结构框发生碰撞。

通讯模块安装在可编程逻辑控制器的右侧，通过通讯模块上的RS485+和RS485-接线端子与行走伺服控制器、升降伺服控制器、横向微调伺服控制器、纵向微调伺服控制器、航向微调伺服控制器连接，通讯模块具有MODBUS-RTU通讯协议，同时将通讯模块采集的数据传输给可编程功能逻辑控制器进行分析和处理。

激光测距传感器与可编程逻辑控制连接，安装在微调机构的前部，通过激光测距传感器进行发动机拆装系统与飞机相对位置的定位。工作时激光测距传感器发出一束红色激光，投射在靶板上形成红点，进而测得相对距离并实时向可编程逻辑控制器发送测量数据进行定位，同时数据将在触摸屏界面反馈，方便工作人员查看，激光测距传感器有效距离为200mm到2000mm。

压力传感器与可编程逻辑控制连接，在微调机构上安装压力传感器，对支撑的压力进行实时检测，并将信号传送给可编程逻辑控制器进行处理。当压力达到预先设定的压力值时，系统进行报警提示。保证发动机拆装时载荷预先卸载，防止在拆装发动机时发动机推力销受到损伤。

行走伺服控制器与行走电机连接，行走电机与行走机构连接，利用可编程逻辑控制器发送的运动指令，行走电机进行控制运动，实现小型发动机拆装行走机构的运动控制；升降伺服控制器与升降电机连接，升降电机与升降机构连接，通过可编程逻辑控制器对升降伺服控制器的发送数据指令，驱动升降电机，通过升降电机的运行，实现小型发动机拆装升降机构的驱动和控制；横向微调伺服控制器与横向微调电机连接，纵向微调伺服控制器与纵向微调电机连接，航向微调伺服控制器与航向微调电机连接，并将横向微调电机、纵向微调电机、航向微调电机与微调机构连接，通过驱动横向微调电机、纵向微调电机、航向微调电机的运动，实现小型飞机发动机拆装微调机构的运动。

控制系统工作时操作人员按操作说明使用，系统工作流程参见附图2，连接电源正常工作后，通过触摸屏发出控制指令使行走机构运行，并利用激光测距传感器检测进行相对位置的定位，定位完成过后，通过触摸屏发出控制指令驱动升降机构运行，到达指定位置后，利用压力传感器检测微调机构的支撑压力进行实时检测，无报警后，再通过触摸屏发出控制指令驱动微调机构运行，在对微调机构调整过程中，同时利用数字视频观察拆装间隙碰撞情况，微动调整保证发动机完好对接后，停止调整，完成小型飞机发动机拆装的整个过程，实现了发动机的高效安装。

Claims (1)

1.一种小型发动机拆装装置电气控制系统，其特征在于，小型发动机拆装装置的机械部分包括行走机构、升降机构和微调机构三个部分，通过驱动三个部分实现对发动机的有效拆装；

所述的电气控制系统包括可编程逻辑控制器、通讯模块、动力单元、触摸屏、激光测距模块、压力传感器、数字视频监测单元、行走伺服控制器、横向微调伺服控制器、纵向微调伺服控制器、航向微调伺服控制器、升降伺服控制器、行走电机、升降电机、横向微调电机、纵向微调电机、航向微调电机、行走机构、升降机构和微调机构；

所述的动力单元分别与可编程逻辑控制器、触摸屏、数字视频监测单元连接，提供动力支持，动力单元为触摸屏和可编程逻辑控制器提供DC24V电源动力供给，动力单元为数字视频监测单元提供DC12V电源动力供给；

所述的可编程逻辑控制器分别与触摸屏、激光测距模块、压力传感器连接，可编程逻辑控制器与触摸屏进行数据交换，在触摸屏上对行走机构、升降机构和微调机构的运动速度和目标位置进行设置，并对系统的运行状态进行显示；可编程逻辑控制器对激光测距模块的输出数据进行实时的监测，保证系统与飞机位置定位；压力传感器实时采集发动机的拆装载荷，并传输给可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器分析判断是否超出规定的限度；

所述的通讯模块与可编程逻辑控制器、伺服控制器连接，伺服控制器包括行走伺服控制器、升降伺服控制器、横向微调伺服控制器、纵向微调伺服控制器和航向微调伺服控制器连接，可编程逻辑控制器通过通讯模块将数据传输给伺服控制器，使其驱动电机运动；行走伺服控制器与行走电机连接，行走电机与行走机构连接，通过行走电机的运行，实现小型发动机拆装装置行走机构的运动控制；升降伺服控制器与升降电机连接，升降电机与升降机构连接，通过可编程逻辑控制器对升降伺服控制器的发送数据指令，驱动升降电机，通过升降电机的运行，实现小型发动机拆装装置升降机构的驱动和控制；横向微调伺服控制器与横向微调电机连接，纵向微调伺服控制器与纵向微调电机连接，航向微调伺服控制器与航向微调电机连接，并将横向微调电机、纵向微调电机、航向微调电机与微调机构连接，通过驱动横向微调电机、纵向微调电机、航向微调电机的运动，实现对小型发动机拆装装置微调机构的运动。