CN205899349U - 一种插件机xy轴运动控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种插件机XY轴运动控制系统；工业计算机通过PCI总线与所述运动控制卡相连；X轴光栅尺、Y1轴光栅尺和Y2轴光栅尺分别与运动控制卡相连；XY轴开关阵列通过光耦隔离器件分别与运动控制卡连接；运动控制卡通过运动网络与所述X轴伺服驱动器、Y1轴伺服驱动器、Y2轴伺服驱动器相连；X轴伺服驱动器与X轴直线电机、Y1轴伺服驱动器与Y1轴伺服电机以及Y2轴伺服驱动器与Y2轴伺服电机分别形成闭环连接。本系统稳定性高、抗干扰性强、工作稳定、速度快、定位精度高，特别适用于全自动化生产线上需要高速高精度运动的插件机XY轴运动控制系统。
Description
技术领域
本实用新型涉及自动化插装设备的运动控制领域，尤其涉及一种插件机XY轴运动控制系统。
背景技术
随着电子产品的不断普及以及更新速度的不断加快，电子产品正朝着小型化、轻量化与低能耗方向发展，人们对电子产品的需求量也越来越大，这对插装电子元件技术提出了更高的要求。传统的插件机X轴与Y轴大多采用单个伺服电机或者步进电机驱动，随着X轴与Y轴负荷与行程的加大，就不得不加大电机功率以及丝杆长度。而插件机的X轴与Y轴运动具有运动频率高、要求速度快、运动覆盖范围广等特点，在这种运行环境下，不仅要求承载X轴与Y轴运动的机械本体具有极其高的稳定性。而且，在电机急剧加减速过程中，极易对X轴与Y轴产生较大的扰动变形、机械磨损，进而影响控制速度和精度。
因此，有必要设计一种插件机XY轴运动控制系统，该运动控制系统既能有效抑制高频插件运动产生的噪音和震动，减少机械磨损，在运动控制速度和精度上又能满足生产的需要。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种稳定性高、抗干扰性强、工作稳定，速度快、定位精度高的插件机XY轴运动控制系统，特别适用于全自动化生产线上需要高速高精度运动的插件机XY轴运动控制系统。
本实用新型通过下述技术方案实现：
一种插件机XY轴运动控制系统，包括X轴、Y轴、工业计算机1、运动控制卡2、X轴伺服驱动器3、Y1轴伺服驱动器4、Y2轴伺服驱动器5、X轴直线电机6、Y1轴伺服电机7、Y2轴伺服电机8、X轴光栅尺9、Y1轴光栅尺10、Y2轴光栅尺11、光耦隔离器件21、XY轴开关阵列、插件头22；
所述工业计算机1通过PCI总线与所述运动控制卡2相连；所述X轴光栅尺9、Y1轴光栅尺10和Y2轴光栅尺11分别与运动控制卡2相连；所述XY轴开关阵列通过光耦隔离器件21分别与运动控制卡2连接；
所述运动控制卡2通过运动网络与所述X轴伺服驱动器3、Y1轴伺服驱动器4、Y2轴伺服驱动器5相连；所述X轴伺服驱动器3与X轴直线电机6闭环连接；Y1轴伺服驱动器4与Y1轴伺服电机7闭环连接；Y2轴伺服驱动器5与Y2轴伺服电机8闭环连接。
所述XY轴开关阵列包括X轴原点开关12、X轴正限位开关13、X轴负限位开关14、Y1轴原点开关15、Y1轴正限位开关16、Y1轴负限位开关17、Y2轴原点开关18、Y2轴正限位开关19、Y2轴负限位开关20。
所述Y轴由Y1轴与Y2轴构成；Y1轴由Y1轴伺服电机7驱动；Y2轴由Y2轴伺服电机8驱动。
所述X轴原点开关12、X轴正限位开关13和X轴负限位开关14设置在X轴上，且X轴原点开关12与X轴正限位开关13分别设置在X轴的两个端部，X轴原点开关12与X轴负限位开关14相邻。
所述Y1轴与Y2轴水平，且彼此平行安装；所述Y1轴原点开关15、Y1轴正限位开关16和Y1轴负限位开关17分别安装在Y1轴上；所述Y2轴原点开关18、Y2轴正限位开关19和Y2轴负限位开关20分别安装在Y2轴上。
所述Y1轴与Y2轴的正行程、Y1轴与Y2轴的负行程均相等；所述Y1轴、Y2轴、Y1轴正限位开关16、Y2轴正限位开关19、Y1轴负限位开关17和Y2轴负限位开关20的连线构成平面矩形结构。
所述X轴的运动带动插件头22的运动，X轴光栅尺9将X轴当前的位置信息反馈至运动控制卡2，并将当前位置信息与期望值进行比较，根据比较结果动态进行位置调整。
所述Y1轴与Y2轴同步运动，Y1轴光栅尺10和Y2轴光栅尺11将Y1轴与Y2轴当前的位置信息反馈至运动控制卡2，得出当前位置差值，根据位置差值动态进行位置调整。
本实用新型相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
(1)XY轴运动速度快，定位精度高。X轴采用直线电机驱动，加减速度快，运动平稳可靠，Y轴采用双电机同步控制，有效地抑制了插件机往返运动过程中造成的机械振动和噪音。
(2)XY轴行程大、运动覆盖范围广。由于X轴采用直线电机驱动，Y轴采用双电机同步控制，使得力矩加大，有效行程变长，覆盖插件范围增大。
(3)结构简单、连接方便，控制系统易以实现。运动控制系统的伺服驱动器均采用运动控制网络连接，结构简单，通过光栅尺、原点及限位开关对系统运动状态进行检测，控制系统易以实现。
附图说明
图1为本实用新型结构原理框图。
图2为本实用新型运动控制平面框图。
图3为本实用新型Y1轴与Y2轴结构布置框图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步具体详细描述。
实施例
如图1至3所示。本实用新型公开了一种插件机XY轴运动控制系统，包括X轴、Y轴、工业计算机1、运动控制卡2、X轴伺服驱动器3、Y1轴伺服驱动器4、Y2轴伺服驱动器5、X轴直线电机6、Y1轴伺服电机7、Y2轴伺服电机8、X轴光栅尺9、Y1轴光栅尺10、Y2轴光栅尺11、光耦隔离器件21、XY轴开关阵列、插件头22；
所述工业计算机1通过PCI总线与所述运动控制卡2相连；所述X轴光栅尺9、Y1轴光栅尺10和Y2轴光栅尺11分别与运动控制卡2相连；所述XY轴开关阵列通过光耦隔离器件21分别与运动控制卡2连接；
所述运动控制卡2通过运动网络与所述X轴伺服驱动器3、Y1轴伺服驱动器4、Y2轴伺服驱动器5相连；所述X轴伺服驱动器3与X轴直线电机6闭环连接；Y1轴伺服驱动器4与Y1轴伺服电机7闭环连接；Y2轴伺服驱动器5与Y2轴伺服电机8闭环连接。
所述XY轴开关阵列包括X轴原点开关12、X轴正限位开关13、X轴负限位开关14、Y1轴原点开关15、Y1轴正限位开关16、Y1轴负限位开关17、Y2轴原点开关18、Y2轴正限位开关19、Y2轴负限位开关20。
所述Y轴由Y1轴与Y2轴构成；Y1轴由Y1轴伺服电机7驱动；Y2轴由Y2轴伺服电机8驱动。
所述X轴原点开关12、X轴正限位开关13和X轴负限位开关14设置在X轴上，且X轴原点开关12与X轴正限位开关13分别设置在X轴的两个端部，X轴原点开关12与X轴负限位开关14相邻。
所述Y1轴与Y2轴水平，且彼此平行安装；所述Y1轴原点开关15、Y1轴正限位开关16和Y1轴负限位开关17分别安装在Y1轴上；所述Y2轴原点开关18、Y2轴正限位开关19和Y2轴负限位开关20分别安装在Y2轴上。
Y1轴与Y2轴的正行程相等；Y1轴与Y2轴的负行程相等；所述Y1轴、Y2轴、Y1轴正限位开关16、Y2轴正限位开关19、Y1轴负限位开关17和Y2轴负限位开关20的连线构成平面矩形结构。
所述X轴的运动带动插件头22的运动，X轴光栅尺9将X轴当前的位置信息反馈至运动控制卡2，并将当前位置信息与期望值进行比较，根据比较结果动态进行位置调整，以实现精确控制。
所述Y1轴与Y2轴同步运动，Y1轴光栅尺10和Y2轴光栅尺11将Y1轴与Y2轴当前的位置信息反馈至运动控制卡2，得出当前位置差值，根据位置差值动态进行位置调整，以实现同步运动。
如上所述，便可较好地实现本实用新型。
本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种插件机XY轴运动控制系统，其特征在于包括X轴、Y轴、工业计算机(1)、运动控制卡(2)、X轴伺服驱动器(3)、Y1轴伺服驱动器(4)、Y2轴伺服驱动器(5)、X轴直线电机(6)、Y1轴伺服电机(7)、Y2轴伺服电机(8)、X轴光栅尺(9)、Y1轴光栅尺(10)、Y2轴光栅尺(11)、光耦隔离器件(21)、XY轴开关阵列、插件头(22)；
所述工业计算机(1)通过PCI总线与所述运动控制卡(2)相连；所述X轴光栅尺(9)、Y1轴光栅尺(10)和Y2轴光栅尺(11)分别与运动控制卡(2)相连；所述XY轴开关阵列通过光耦隔离器件(21)分别与运动控制卡(2)连接；
所述运动控制卡(2)通过运动网络与所述X轴伺服驱动器(3)、Y1轴伺服驱动器(4)、Y2轴伺服驱动器(5)相连；所述X轴伺服驱动器(3)与X轴直线电机(6)闭环连接；Y1轴伺服驱动器(4)与Y1轴伺服电机(7)闭环连接；Y2轴伺服驱动器(5)与Y2轴伺服电机(8)闭环连接。
2.根据权利要求1所述插件机XY轴运动控制系统，其特征在于：所述XY轴开关阵列包括X轴原点开关(12)、X轴正限位开关(13)、X轴负限位开关(14)、Y1轴原点开关(15)、Y1轴正限位开关(16)、Y1轴负限位开关(17)、Y2轴原点开关(18)、Y2轴正限位开关(19)、Y2轴负限位开关(20)。
3.根据权利要求1所述插件机XY轴运动控制系统，其特征在于：所述Y轴由Y1轴与Y2轴构成；Y1轴由Y1轴伺服电机(7)驱动；Y2轴由Y2轴伺服电机(8)驱动。
4.根据权利要求2所述插件机XY轴运动控制系统，其特征在于：所述X轴原点开关(12)、X轴正限位开关(13)和X轴负限位开关(14)设置在X轴上，且X轴原点开关(12)与X轴正限位开关(13)分别设置在X轴的两个端部，X轴原点开关(12)与X轴负限位开关(14)相邻。
5.根据权利要求3所述插件机XY轴运动控制系统，其特征在于：所述Y1轴与Y2轴水平，且彼此平行安装；
所述Y1轴原点开关(15)、Y1轴正限位开关(16)和Y1轴负限位开关(17)分别安装在Y1轴上；
所述Y2轴原点开关(18)、Y2轴正限位开关(19)和Y2轴负限位开关(20)分别安装在Y2轴上。
6.根据权利要求3所述插件机XY轴运动控制系统，其特征在于：Y1轴与Y2轴的正行程相等；Y1轴与Y2轴的负行程相等；
所述Y1轴、Y2轴、Y1轴正限位开关(16)、Y2轴正限位开关(19)、Y1轴负限位开关(17)和Y2轴负限位开关(20)的连线构成平面矩形结构。
7.根据权利要求3所述插件机XY轴运动控制系统，其特征在于：X轴的运动带动插件头(22)的运动，X轴光栅尺(9)将X轴当前的位置信息反馈至运动控制卡(2)，并将当前位置信息与期望值进行比较，根据比较结果动态进行位置调整。
8.根据权利要求3所述插件机XY轴运动控制系统，其特征在于：Y1轴与Y2轴同步运动，Y1轴光栅尺(10)和Y2轴光栅尺(11)将Y1轴与Y2轴当前的位置信息反馈至运动控制卡(2)，得出当前位置差值，根据位置差值动态进行位置调整。
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|---|---|---|---|---|
| CN107592787A (zh) * | 2017-09-21 | 2018-01-16 | 杭州纽登科技有限公司 | 用塑料光栅尺定位贴装头的定位装置 |
| CN109458969A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-03-12 | 东莞市三姆森光电科技有限公司 | 一种位置全闭环的多轴同步测控方法 |
| CN112077637A (zh) * | 2020-09-14 | 2020-12-15 | 海克斯康制造智能技术(青岛)有限公司 | 一种用于龙门双驱机构的运动控制系统及其控制方法 |
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