六自由度平台的运动轴数多达 6 轴,既有多轴联动控制,又有模拟量的闭环控制,因此采用基于工控机和运动控制卡的开放式数控系统,即采用一台工控机通过多个运动控制卡控制所有运动控制轴,另外通过手摇脉冲发生器设定机械工作原点、伺服微调与中断插入等动作。
以运动控制器为系统控制核心,工控机作为人机界面,ADS 作为远程控制,手摇脉冲发生器通过控制系统选定坐标并对坐标进行定位及补偿。因此六自由度运动平台具有结构简单、可靠性高、抗干扰能力强、便于操作等优点。
实时控制信息主要是运动控制器,控制器本身是一个可以执行多任务程序的嵌入式系统,EtherCAT 端子模块具有各种 I/O 接口,信号混合无限制约数百种不同的总线端子模块可连接所有常用的传感器和执行器,通过自身内部程序编写可实现对 I/O 口信息的最为实时可靠的处理。
因此,对于实时性的信息,只要通过控制器丰富的 I/O 接口进行交换,通过多任务的用户程序进行处理,就能保证信息的及时有效。
所以,各系统协同工作的握手信号如:启停状态、故障报警, 电子手轮定位等通过 I/O 口实时传输,六个电动缸实时实时伸缩长度通过运动控制器的编码器接口实时采集(如图所示)。
运动控制器的软件设计的控制程序采用C/C++/61131-3 语法进行编写,具有直线插补、圆弧插补、螺旋线插补、轮廓控制、速度实时调整、电子齿轮、电子凸轮等各种运动控制性能,同时也支持各种数学函数运算和逻辑运算。
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