BAILEY CHL-1

BAILEYCHL-1

伺服压力机的基本结构及对控制系统的要求与传统压力机比较,伺服压力机取消了原有压力机的飞轮和离合器,保留了曲柄滑块驱动机构,其传动系统采用一级齿轮减速系统,将其运动和动力传递给压力机的曲轴,由曲轴的转动实现压力机的往返运动。

同时,伺服压力机对控制系统有更高的要求,一般要求控制系统满足:可编程的滑块运动曲线,适应不同的加工对象、不同材质的加工工艺;滑块位置和速度的控制;快速的响应[2]。

2  控制系统总体方案设计

根据上述伺服压力机的功能要求,本系统选用了“工控机+ARM运动控制卡"的硬件设计方案。工控机负责系统的非实时部分的工作,完成运动曲线的读取和设置,工艺的优化以及运行状态参数的显示,ARM运动  控制卡负责系统的实时部分,完成伺服压力机的实时运动控制和数据逻辑的处理。ARM运动控制卡与工控机之间、采用成熟的串行通信进行通信。采用STM32系列的ARM芯片,STM32是意法半导体推出的一款32位的微控制器,该控制器所用微处理器是ARM 公司开发的Cortex2M3内核。CortexM3进行了多项技术改进,使得代码执行速度更快,同时能耗更低。在外设方面,该型号包含有两个12位逐次逼近型的模拟/数字转换器,转换时间高为1ms ; 3个USART通讯接口,支持全双工的数据交换,提供宽范围波特率的选择,高可达到415Mbps; 两个SPI通讯口,支持18MHz的主从控制模式;两个I2C总线接口,支持芯片间的通讯与传输;3个16位的通用定时器,每个定时器都有4路通道,每个通道有3种工作模式选择,即输入捕获模式、输出比较模式、PWM控制模式;一个16位的定时器专门用于电机向量驱动,其中有6个功能通道,并且能设置死区时间。此外还有常用的USB和CAN总线接口以及7个DMA通道,用于数据的自动传输[3]。基于STM32的伺服电机控制系统的系统框图如图1所示。

图1  控制系统框图

根据系统的工作原理,该控制系统可以分为PWM产生,脉冲计数,IO控制和串口通信四个部分。由于本系统采用伺服驱动器控制伺服电机,控制信号包括PWM脉冲信号,电机方向信号和伺服使能信号等,PWM脉冲信号由STM32的定时器产生,STM32支持PWM脉冲的频率和占空比在线调整,其预装在寄存器可以将新设定值在计数溢出后自动装载影子寄存器,同时更新周期计数器和预分频器。方向和使能信号由普通IO口产生,STM32产生的数字信号经过光耦隔离输出,一方面防止了电气干扰,同时完成电平转换,提高了IO口的驱动能力[4];

增量式脉冲编码器输出A、B、Z三路差分信号,经过光电隔离送入STM32的定时器,本系统中通过对时间内的产生的反馈脉冲计数,获取电机的位置和速度,完实现速度和位置的闭环控制; IO控制模块包括输入IO和输出IO,输入输出IO经过继电器将信号送入stm32的普通IO口,输入IO主要包括电机的使能和失能,伺服激磁等信号,输出IO用作电机运行异常的报警信号,异常信号经继电器送入IO口产生中断信号,主控制器根据相应的中断信号,转入中断子程序执行;

STM32有3个USART通讯接口,支持全双工的数据交换,提供宽范围波特率的选择,可以满足此处的通信要求,采用串口与上位机通信,获取上位机的指令和运动参数,并返回滑块的运动状态。

SIEMENS SIMATIC S5 6ES5451-7LA11

Siemens Simatic S5 Bus module, 6ES5 700-8MA11

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Siemens Simatic S5 Bus Modul 6ES5 700-8MA11 St5 NEU

SIEMENS SIMATIC S5 6ES5525-3UA21 - Comuni. Proc. CP525

Siemens Simatic S 5 , CPU 942, 115U, 6ES5 942-7UA13

SIEMENS SIMATIC S5 6ES5420-4UA12 - Digital Input Module

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SIEMENS SIMATIC S5 6ES5420-4UA12 - Digital Input Module

Siemens Simatic S 5 , CPU 941, 115U, 6ES5 941-7UA12

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Siemens Simatic S5 , 6ES5420-3BA11 - 5 Module

Siemens SIMATIC S5 6ES5 700-3LA12 Rack,Subrack

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Siemens SIMATIC S5 6ES5 701-1LA12 Rack,Subrack ER1

Siemens Simatic S5 6ES5 464-8MF11 6ES5464-8MF11

Siemens Simatic S5 95U 6ES5 095 8MA01

Siemens Simatic S 5 , 6ES5482-3BA11 imiginal-Karton

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Simatic S5-110 Digitalausgabe 8xE 24V2A 6ES5 410-7AA11

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Simatic S5-110 Stromversorgung 220V Typ: 6ES5 930-7AA12

Siemens Simatic S5, Analog Input, 6ES5465-3AA13

Simatic S5 IM308C 6ES5 308-3UC21 | 6ES5308-3UC21

Siemens Simatic S5 6ES5430-4UA13 6ES5 430-4UA13

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Siemens Simatic S5 095U, 6ES5 095-8ME01

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Siemens Simatic S5 100U, 6ES5 100-8MA02

Siemens SIMATIC S5 Step 5 CP530 CP 530 für 115U

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Siemens SIMATIC S5 Step 5 Simulatfür 90U 95U 100U

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Siemens SIMATIC S5 Step 5 Digital Eingabe 95U 100U NEU

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