CN216748517U - 一种增材制造设备中便于多种伺服系统调试的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种增材制造设备中便于多种伺服系统调试的装置，包括触摸屏、24V开关电源、PLC模块、一号轴伺服控制器、一号轴伺服电机、二号轴伺服控制器、二号轴伺服电机；触摸屏通讯接口与PLC通讯接口一相连，PLC通讯接口二与一号轴伺服控制器通讯接口一相连，一号轴伺服控制器通讯接口二与二号轴伺服控制器通讯接口相连；一号轴伺服控制器集成线缆接口与一号轴伺服电机集成线缆接口相连，二号轴伺服控制器电机电源接口与二号轴伺服电机电源接口相连，二号轴伺服控制器电机编码线接口与二号轴伺服电机编码器接口相连。本实用新型方便用户操作，实现了多种伺服调试的集约化和标准化，提高装配调试速度，实现复杂装配单人操作化。

Description

一种增材制造设备中便于多种伺服系统调试的装置

技术领域

本实用新型属于激光熔化增材制造技术领域，特别是涉及一种增材制造设备中便于多种伺服系统调试的装置。

背景技术

目前的增材制造设备制造过程中，设备通常存在多个不同规格信号的伺服电机驱动的运动轴，安装及模块化分别调试时无法使用电机对运动轴进行驱动，只能依靠人工对运动轴进行旋转等操作，费时费力，单台设备调试人员及时间至少为2人30分钟以上。对某些需要精确控制位置的运动轴或机械结构配合精密的运动轴，人工转动运动轴难以达到所需的调试精度。因此，亟需开发一种适用于多种伺服系统调试的装置。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中所存在的问题，提供了一种增材制造设备中便于多种伺服系统调试的装置，便于设备操作人员使用，易于接受，提高装配调试速度，实现了复杂的装配单人操作化。

本实用新型是这样实现的，一种增材制造设备中便于多种伺服系统调试的装置，包括触摸屏、24V开关电源、PLC模块、一号轴伺服控制器、一号轴伺服电机、二号轴伺服控制器、二号轴伺服电机；

所述触摸屏包括触摸屏电源接口和触摸屏通讯接口，所述触摸屏上设有设置轴号输入框、设置速度输入框、当前位置显示框、当前速度显示框、当前扭矩显示框、使能开关、限位生效开关、点动/定位切换开关、正限位按钮、正限位显示框、负限位按钮、负限位显示框、设置零点按钮、返回零点按钮、报警复位按钮、点动正转按钮、点动反转按钮、定位位置输入框、定位启动按钮、定位停止按钮、报警滚动条显示框；

所述PLC模块包括PLC电源接口、PLC通讯接口一和PLC通讯接口二；

所述一号轴伺服控制器包括一号轴伺服控制器主电源接口、一号轴伺服控制器控制电源接口、一号轴伺服控制器通讯接口一、一号轴伺服控制器通讯接口二、一号轴伺服控制器安全接口和一号轴伺服控制器集成线缆接口；所述一号轴伺服电机设有一号轴伺服电机集成线缆接口；

所述二号轴伺服控制器包括二号轴伺服控制器主电源接口、二号轴伺服控制器控制电源接口、二号轴伺服控制器通讯接口、二号轴伺服控制器安全接口、二号轴伺服控制器电机电源接口和二号轴伺服控制器电机编码线接口；所述二号轴伺服电机设有二号轴伺服电机电源接口和二号轴伺服电机编码器接口；

所述一号轴伺服控制器主电源接口与380V交流电源相连，所述二号轴伺服控制器主电源接口、24V开关电源均与220V交流电源相连；所述触摸屏电源接口、PLC电源接口、一号轴伺服控制器控制电源接口、二号轴伺服控制器控制电源接口均与24V开关电源相连，由24V开关电源供电；

所述触摸屏通讯接口与PLC通讯接口一相连，所述PLC通讯接口二与一号轴伺服控制器通讯接口一相连，所述一号轴伺服控制器通讯接口二与二号轴伺服控制器通讯接口相连，实现PLC模块与触摸屏及两个伺服控制器的数据交换；

所述一号轴伺服控制器集成线缆接口与一号轴伺服电机集成线缆接口相连，所述二号轴伺服控制器电机电源接口与二号轴伺服电机电源接口相连，所述二号轴伺服控制器电机编码线接口与二号轴伺服电机编码器接口相连。

在上述技术方案中，优选的，还包括急停按钮，所述急停按钮分别与一号轴伺服控制器安全接口、二号轴伺服控制器安全接口相连，所述急停按钮用于停止一号轴伺服电机或二号轴伺服电机的运动。

在上述技术方案中，优选的，所述一号轴伺服控制器与一号轴伺服电机、二号轴伺服控制器与二号轴伺服电机的连接方式均为快接插头方式连接。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

1、本实用新型装置在安装后，能直接帮助测量打印落粉轴的加工精度和落粉轴与粉仓的配合间隙；未使用此装置时，调试落粉轴加工精度只能依靠人工旋转落粉轴，凭借手感和声音来判断是否存在卡轴等问题，根据机械加工精度，完成此项工作需要2个人30 分钟，并且对工人经验要求较高；使用此装置后，调试落粉轴只需调整速度及限位，然后观察扭矩值即可发现机械加工缺陷，重点监测扭矩值突变部位即可，完成工作只需1个人15分钟，节省了工作时间和操作劳动量，减少了人工成本。

2、本实用新型装置在安装后，能直接帮助测量落粉轴的落粉均匀度和落粉轴与粉仓的密合程度：未使用此装置时，人工旋转落粉轴很难将落粉轴精确的旋转至特定角度来检测粉仓和落粉轴的间隙是否漏粉；使用此装置后，工人可以以微米为单位旋转粉轴，能精确的检查粉轴和粉仓的密合程度。

3、本实用新型使用触摸屏控制，操作简单，显示清晰，可统一不同伺服控制器的控制方式，降低用户学习成本，方便用户操作，实现了多种伺服调试的集约化和标准化，并且伺服控制器与设备的伺服电机的接线都采用快接插头方式，方便每个轴之间接线的切换。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的增材制造设备中便于多种伺服系统调试的装置的电气结构原理图；

图2是本实用新型实施例提供的触摸屏的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的触摸屏所显示的结构示意图；

图4是本实用新型的实施例提供的装置控制方法的流程示意图。

图中：A、PLC模块；B、一号轴伺服控制器；C、一号轴伺服电机；D、二号轴伺服控制器；E、二号轴伺服电机；F、触摸屏；

1、急停按钮；2、PLC电源接口；3、PLC通讯接口一；4、PLC通讯接口二；5、一号轴伺服控制器主电源接口；6、一号轴伺服控制器控制电源接口；7、一号轴伺服控制器安全接口；8、一号轴伺服控制器集成线缆接口；9、一号轴伺服控制器通讯接口一； 10、一号轴伺服控制器通讯接口二；11、一号轴伺服电机集成线缆接口；12、二号轴伺服控制器主电源接口；13、二号轴伺服控制器控制电源接口；14、二号轴伺服控制器安全接口；15、二号轴伺服控制器电机电源接口；16、二号轴伺服控制器电机编码线接口； 17、二号轴伺服控制器通讯接口；18、二号轴伺服电机电源接口；19、二号轴伺服电机编码器接口；20、触摸屏电源接口；21、触摸屏通讯接口；22、24V开关电源。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，并配合附图对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施案例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

首先需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参见图1～图3，本实用新型的实施例提供了一种增材制造设备中便于多种伺服系统调试的装置，包括PLC模块A、一号轴伺服控制器B、一号轴伺服电机C、二号轴伺服控制器D、二号轴伺服电机E、触摸屏F、24V开关电源22、急停按钮1。

所述PLC模块A包括PLC电源接口2、PLC通讯接口一3和PLC通讯接口二4。

所述一号轴伺服控制器B包括一号轴伺服控制器主电源接口5、一号轴伺服控制器控制电源接口6、一号轴伺服控制器通讯接口一9、一号轴伺服控制器通讯接口二10、一号轴伺服控制器安全接口7和一号轴伺服控制器集成线缆接口8；所述一号轴伺服电机C 设有一号轴伺服电机集成线缆接口11。

所述二号轴伺服控制器D包括二号轴伺服控制器主电源接口12、二号轴伺服控制器控制电源接口13、二号轴伺服控制器通讯接口17、二号轴伺服控制器安全接口14、二号轴伺服控制器电机电源接口15和二号轴伺服控制器电机编码线接口16；所述二号轴伺服电机E设有二号轴伺服电机电源接口18和二号轴伺服电机编码器接口19。

所述触摸屏F包括触摸屏电源接口20和触摸屏通讯接口21，所述触摸屏F画面中存在选择及操作所需要的按钮，请参见图3，包括设置轴号输入框、设置速度输入框、当前位置显示框、当前速度显示框、当前扭矩显示框、使能开关、限位生效开关、点动/定位切换开关、正限位按钮、正限位显示框、负限位按钮、负限位显示框、设置零点按钮、返回零点按钮、报警复位按钮、点动正转按钮、点动反转按钮、定位位置输入框、定位启动按钮、定位停止按钮、报警滚动条显示框。

本实用新型的供电连接为：所述一号轴伺服控制器主电源接口5与380V交流电源相连，所述二号轴伺服控制器主电源接口12、24V开关电源22均与220V交流电源相连；所述触摸屏电源接口20、PLC电源接口2、一号轴伺服控制器控制电源接口6、二号轴伺服控制器控制电源接口13均与24V开关电源22相连，由24V开关电源22供电；

本实用新型的通讯网络连接为：所述触摸屏通讯接口21与PLC通讯接口一3相连，所述PLC通讯接口二4与一号轴伺服控制器通讯接口一9相连，所述一号轴伺服控制器通讯接口二10与二号轴伺服控制器通讯接口17相连，实现PLC模块A与触摸屏F及两个伺服控制器的数据交换，确保各个设备通讯正常。

本实用新型的伺服控制器与伺服电机连接为：所述一号轴伺服控制器集成线缆接口8 与一号轴伺服电机集成线缆接口11相连，所述二号轴伺服控制器电机电源接口15与二号轴伺服电机电源接口18相连，所述二号轴伺服控制器电机编码线接口16与二号轴伺服电机编码器接口19相连，为伺服电机供电及通过伺服电机编码器查询伺服电机当前状态。

本实用新型的安全控制连接为：所述急停按钮1分别与一号轴伺服控制器安全接口 7、二号轴伺服控制器安全接口14相连，当急停按钮1被按下时，会断开一号轴伺服控制器安全接口7和二号轴伺服控制器安全接口14的信号，使一号轴伺服控制器B与二号轴伺服控制器D进入急停状态，一号轴伺服电机C和二号轴伺服电机E停止，确保人员及设备安全。

PLC模块A中对伺服电机定位移动过程存在锁定保护，使得正在执行的动作未完成时无法操作其他动作。

PLC模块A中设置有一号轴伺服电机C和二号轴伺服电机E的移动范围软限位，并可随使用需要启用或停用软限位，保证一号轴伺服电机C和二号轴伺服电机E在其可活动范围转动的同时，可适配不同行程及位移长度的设备调试工作。

PLC模块A中设置有一号轴伺服电机C和二号轴伺服电机E的移动范围输出限制逻辑，保证一号轴伺服电机C和二号轴伺服电机E在其可活动范围转动。移动范围输出限制逻辑，具体逻辑为：

首先设定，X：限制移动正限位位置；Y：限制移动负限位位置；IN1：伺服电机实际位置；IN2：外部输入规划移动目的位置；IN3：外部输入正转点动信号；IN4：外部输入反转点动信号；OUT1：输出伺服电机移动信号；OUT2：输出伺服电机正限位报警； OUT3：输出伺服电机负限位报警；

定位模式时，当外部输入规划移动目的位置IN2小于限制移动正限位位置X且大于限制移动负限位位置Y时，则将伺服电机实际位置IN1移动至外部输入规划移动目的位置IN2；当外部输入规划移动目的位置IN2大于限制移动正限位位置X，则将伺服电机实际位置IN1移动至限制移动正限位位置X，并输出到达正限位报警信号OUT2；当外部输入规划移动目的位置IN2小于限制移动负限位位置Y，则将伺服电机实际位置IN1 移动至限制移动负限位位置Y，并输出到达负限位报警信号OUT3。

点动模式时，当外部输入正转点动信号IN3时，则输出伺服电机移动信号OUT1向设备正方向运动，直至停止输入正转点动信号IN3，当外部输入正转点动信号IN3持续输入导致伺服电机实际位置IN1到达限制移动正限位位置X时，设备停止并输出到达正限位报警信号OUT2；当外部输入反转点动信号IN4时，则输出伺服电机移动信号OUT1 向设备负方向运动，直至停止输入反转点动信号IN4，当外部输入正转点动信号IN4持续输入导致伺服电机实际位置IN1到达限制移动负限位位置Y时，设备停止并输出到达负限位报警信号OUT3。

如图4所示，本实用新型具体调试过程如下：

1、确定连接的伺服电机的型号，点击设置轴号输入框，选择需要控制的伺服控制器。

2、点击复位按钮，消除当前伺服控制器报警。

3、点击设置速度输入框，根据需要设定伺服电机速度。

4、点击使能开关，启动当前轴使能信号。

5、点击点动正转或点动反转按钮，移动负载至规划零点位置后松开此按钮，点击设置零点按钮，将当前位置设定为零点。

6、点击点动正转或点动反转按钮，移动负载至规划正限位位置后松开此按钮，点击正限位按钮，将当前位置设定为正限位位置。

7、点击点动正转或点动反转按钮，移动负载至规划负限位位置后松开此按钮，点击负限位按钮，将当前位置设定为负限位位置。

8、点击限位生效开关，此时负载可在设定的正负限位范围内自由运动。

9、点击点动/定位切换开关，切换到点动模式，此时点动正转与点动反转按钮有效，定位模式的定位位置输入框、定位启动按钮、定位停止按钮失效，操作人员点击点动正转按钮时，负载向正方向运动；操作人员点击点动反转按钮时，负载向负方向运动，当运动至软限位时，设备停止并报警，需点击报警复位按钮后可再次运动。

10、电机点动\定位切换开关，切换到定位模式，此时定位位置输入框、定位启动按钮、定位停止按钮有效，点动正转与点动反转按钮失效，操作人员可在定位位置输入框内设定负载目标位置，然后点击定位启动按钮，伺服电机将移动至目标位置，在运动过程中需要伺服电机停止时，可点击定位停止按钮，伺服电机将正常停止。

11、出现紧急情况时，拍下急停按钮1，伺服电机马上停止运动。

12、多次检测无问题后，点击使能开关，使伺服控制器使能失效，关闭电源，测试结束。

使用此装置来进行机械装配及调试工作，便于设备操作人员使用，易于接受。通过在触摸屏F上设置参数和按钮点动的方式即可通过PLC模块A实现控制伺服电机的运动，统一不同伺服控制器的控制方式，提高使用安全性，降低用户学习成本，方便用户操作，实现了多种伺服调试的集约化和标准化。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。

Claims (3)

1.一种增材制造设备中便于多种伺服系统调试的装置，其特征在于：包括触摸屏、24V开关电源、PLC模块、一号轴伺服控制器、一号轴伺服电机、二号轴伺服控制器、二号轴伺服电机；

所述触摸屏包括触摸屏电源接口和触摸屏通讯接口，所述触摸屏上设有设置轴号输入框、设置速度输入框、当前位置显示框、当前速度显示框、当前扭矩显示框、使能开关、限位生效开关、点动/定位切换开关、正限位按钮、正限位显示框、负限位按钮、负限位显示框、设置零点按钮、返回零点按钮、报警复位按钮、点动正转按钮、点动反转按钮、定位位置输入框、定位启动按钮、定位停止按钮、报警滚动条显示框；

所述PLC模块包括PLC电源接口、PLC通讯接口一和PLC通讯接口二；

所述一号轴伺服控制器包括一号轴伺服控制器主电源接口、一号轴伺服控制器控制电源接口、一号轴伺服控制器通讯接口一、一号轴伺服控制器通讯接口二、一号轴伺服控制器安全接口和一号轴伺服控制器集成线缆接口；所述一号轴伺服电机设有一号轴伺服电机集成线缆接口；

所述二号轴伺服控制器包括二号轴伺服控制器主电源接口、二号轴伺服控制器控制电源接口、二号轴伺服控制器通讯接口、二号轴伺服控制器安全接口、二号轴伺服控制器电机电源接口和二号轴伺服控制器电机编码线接口；所述二号轴伺服电机设有二号轴伺服电机电源接口和二号轴伺服电机编码器接口；

所述一号轴伺服控制器主电源接口与380V交流电源相连，所述二号轴伺服控制器主电源接口、24V开关电源均与220V交流电源相连；所述触摸屏电源接口、PLC电源接口、一号轴伺服控制器控制电源接口、二号轴伺服控制器控制电源接口均与24V开关电源相连；

所述触摸屏通讯接口与PLC通讯接口一相连，所述PLC通讯接口二与一号轴伺服控制器通讯接口一相连，所述一号轴伺服控制器通讯接口二与二号轴伺服控制器通讯接口相连；

所述一号轴伺服控制器集成线缆接口与一号轴伺服电机集成线缆接口相连，所述二号轴伺服控制器电机电源接口与二号轴伺服电机电源接口相连，所述二号轴伺服控制器电机编码线接口与二号轴伺服电机编码器接口相连。

2.根据权利要求1所述的增材制造设备中便于多种伺服系统调试的装置，其特征在于：还包括急停按钮，所述急停按钮分别与一号轴伺服控制器安全接口、二号轴伺服控制器安全接口相连，所述急停按钮用于停止一号轴伺服电机或二号轴伺服电机的运动。

3.根据权利要求1所述的增材制造设备中便于多种伺服系统调试的装置，其特征在于：所述一号轴伺服控制器与一号轴伺服电机、二号轴伺服控制器与二号轴伺服电机的连接方式均为快接插头方式连接。

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