本實用新型屬于汽車裝配控制技術(shù)，具體涉及一種基于數(shù)控系統(tǒng)控制的柔性定位機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，在汽車裝配技術(shù)領(lǐng)域中，對于柔性定位機(jī)構(gòu)的控制有多種方案，如何提高柔性定位機(jī)構(gòu)的精度、效率和降低投入成本是當(dāng)前研發(fā)的重點課題之一。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種基于數(shù)控系統(tǒng)控制的柔性定位機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)，它結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、生產(chǎn)效率高、投入成本低。

本實用新型所述的一種基于數(shù)控系統(tǒng)控制的柔性定位機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)，包括主電路單元，以及分別與主電路單元連接的控制系統(tǒng)及伺服驅(qū)動器單元、顯示單元、PLC及控制面板單元，以及與顯示單元連接的手持單元；

所述主電路單元用于為整個系統(tǒng)提供電源；

所述控制系統(tǒng)及伺服驅(qū)動器單元用于實現(xiàn)X、Y、Z三個方向的伺服運動控制；

所述顯示單元用于進(jìn)行操作畫面顯示；

PLC及控制面板單元用于進(jìn)行手動控制、自動控制、動作編程和調(diào)試的操作，以及實現(xiàn)安全信號、啟動、暫停信號的輸入以及使能信號和冷卻風(fēng)扇啟動信號的輸出；

所述手持單元用于對坐標(biāo)位置進(jìn)行手動修調(diào)。

所述主電路單元包括主電源斷路器QF1、控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動器斷路器QF2、DC24V電源斷路器QF3、冷卻風(fēng)扇斷路器QF4、熔斷器F1、電抗器T1、DC24V電源V1和冷卻風(fēng)扇；

主電源斷路器QF1的輸入端與三相交流L1、L2、L3相連，主電源斷路器QF1的輸出端U、V、W分別與控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動器斷路器QF2、DC24V電源斷路器QF3、冷卻風(fēng)扇斷路器QF4的輸入端相連；

控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動器斷路器QF2的輸出端連接熔斷器F1的輸入端，熔斷器F1的輸出端與電抗器T1的輸入端1L1、1L2、1L3相連；

DC24V電源斷路器QF3的輸出端與DC24V電源V1的三相輸入端相連；

冷卻風(fēng)扇斷路器QF4的輸出端與冷卻風(fēng)扇的輸入端相連。

所述控制系統(tǒng)及伺服驅(qū)動器單元包括控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動器Sinamics S120 Combi、X軸電機(jī)、Y軸電機(jī)、Z軸電機(jī)、X軸編碼器、Y軸編碼器、Z軸編碼器、中間繼電器KA1觸點、中間繼電器KA2觸點；

所述控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動器的X224腳的L和M口分別與24V和0V一一對應(yīng)連接；

所述控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動器的X21腳的3口與中間繼電器KA1常開觸點的一側(cè)相連，中間繼電器KA1常開觸點的另一側(cè)與24V相連；

所述控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動器的X21腳的4口與0V相連；

所述控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動器的X12腳的3口與中間繼電器KA2常開觸點的一側(cè)相連，中間繼電器KA2常開觸點的另一側(cè)與24V1相連，X12腳的4口與0V1相連；

所述控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動器的X200通過PROFINET總線連接到顯示單元；

所述控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動器的X1腳的U1、V1、W1、PE分別與主電路單元相連；

所述控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動器的X3腳的U2、V2、W 2、PE分別與X軸電機(jī)的三相輸入端及接地相連，X軸編碼器連接到控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動器的X202腳；

所述控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動器的X4腳的U2、V2、W 2、PE分別與Y軸電機(jī)的三相輸入端及接地相連，Y軸編碼器連接到控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動器的X203腳；

所述控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動器的X5腳的U2、V2、W 2、PE分別與Z軸電機(jī)的三相輸入端及接地相連，Z軸編碼器連接到控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動器的X204腳。

所述顯示單元包括828D PPU、中間繼電器KA3觸點、中間繼電器KA4觸點；

所述828D PPU的X1腳的24V口連接到24V，X1腳的0V口連接到0V，828D PPU的PE口連接到PE；

所述828D PPU的X122腳的1口與中間繼電器KA3常開觸點一側(cè)相連，中間繼電器KA3常開觸點的另一側(cè)與24V相連；

所述828D PPU的X122腳的2口與中間繼電器KA4常開觸點一側(cè)相連，中間繼電器KA4常開觸點的另一側(cè)與24V相連；

所述828D PPU的PN1腳通過PROFINET總線與PLC及控制面板單元相連；

所述828D PPU的X100腳與控制系統(tǒng)及伺服驅(qū)動器單元連接；

所述828D PPU 的X143腳與手持單元的信號線相連；所述828D PPU 的X242腳的3、4、5口接手持單元的軸選，分別對應(yīng)X、Y、Z軸，X242腳的7、8口分別接0V、24V；828D PPU 的X252腳的3、4、5口接手持單元的倍率，分別對應(yīng)X、Y、Z軸，X252腳的7、8口分別接0V、24V。

所述PLC及控制面板單元包括PP72/48D PN輸入子單元和PP72/48D PN輸出子單元；

所述PP72/48D PN輸入子單元包括PP72/48D PN和控制面板MCP483PN；

所述PP72/48D PN的X111腳的I0.0與控制面板MCP483PN的急停按鈕開關(guān)SB1常閉觸點一側(cè)相連，X111腳的I0.1與急停按鈕開關(guān)SB1另一個常閉觸點的一側(cè)相連，急停按鈕開關(guān)SB1的兩個常閉觸點的另一側(cè)連接到24V；X111腳的I0.2與控制面板MCP483PN的暫停按鈕SB2的常開觸點的一側(cè)相連，暫停按鈕SSB2的常開觸點另一側(cè)連接到24V， X111腳的I0.3與控制面板MCP483PN的啟動按鈕SB3的常開觸點的一側(cè)相連，啟動按鈕SB3的常開觸點的另一側(cè)連接到24V；

所述PP72/48D PN輸出子單元包括中間繼電器KA1線圈、中間繼電器KA2 線圈、中間繼電器KA3線圈、中間繼電器KA4線圈和中間繼電器KA5線圈；

所述PP72/48D PN的X111腳的Q0.0與中間繼電器KA1線圈的一側(cè)相連，中間繼電器KA1線圈的另一側(cè)與0V相連；

所述PP72/48D PN的X111腳的Q0.1與中間繼電器KA2線圈的一側(cè)相連，中間繼電器KA2線圈的另一側(cè)與0V相連；

所述PP72/48D PN的X111腳的Q0.2與中間繼電器KA3線圈的一側(cè)相連，中間繼電器KA3線圈的另一側(cè)與0V相連；

所述PP72/48D PN的X111腳的Q0.3與中間繼電器KA4線圈的一側(cè)相連，中間繼電器KA4線圈的另一側(cè)與0V相連；

所述PP72/48D PN的X111腳的Q0.4與中間繼電器KA5線圈的一側(cè)相連，中間繼電器KA5線圈的另一側(cè)與0V相連。

本實用新型的有益效果：它滿足汽車生產(chǎn)中對柔性定位機(jī)構(gòu)的控制要求，其結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、生產(chǎn)效率高、投入成本低。

附圖說明

圖1為本實用新型的原理框圖；

圖2為圖1中主電路單元的接線示意圖；

圖3為圖1中控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動器接線示意圖；

圖4為圖1中顯示單元的接線示意圖；

圖5是PP72/48D PN輸入子單元的接線示意圖；

圖6是PP72/48D PN輸出子單元的接線示意圖；

圖中：1、主電路單元，2、手持單元，3、顯示單元，4、控制系統(tǒng)及伺服驅(qū)動器單元，5、PLC及控制面板單元。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明。

如圖1所示的本實用新型所述的基于數(shù)控系統(tǒng)控制的柔性定位機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)，包括主電路單元1，以及分別與主電路單元1連接的控制系統(tǒng)及伺服驅(qū)動器單元4、顯示單元3、PLC及控制面板單元5，以及與顯示單元3連接的手持單元2。所述主電路單元1用于為整個系統(tǒng)提供電源。所述控制系統(tǒng)及伺服驅(qū)動器單元4用于實現(xiàn)X、Y、Z三個方向的伺服運動控制。所述顯示單元3用于進(jìn)行操作畫面顯示。PLC及控制面板單元5用于進(jìn)行手動控制、自動控制、動作編程和調(diào)試的操作，以及實現(xiàn)安全信號、啟動、暫停信號的輸入以及使能信號和冷卻風(fēng)扇啟動信號的輸出。所述手持單元2用于對坐標(biāo)位置進(jìn)行手動修調(diào)。

如圖2所示，所述主電路單元1包括主電源斷路器QF1、控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動器斷路器QF2、DC24V電源斷路器QF3、冷卻風(fēng)扇斷路器QF4、熔斷器F1、電抗器T1、DC24V電源V1和冷卻風(fēng)扇。主電源斷路器QF1的輸入端與三相交流L1、L2、L3相連，主電源斷路器QF1的輸出端U、V、W分別與控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動器斷路器QF2、DC24V電源斷路器QF3、冷卻風(fēng)扇斷路器QF4的輸入端相連?？刂葡到y(tǒng)和伺服驅(qū)動器斷路器QF2的輸出端連接熔斷器F1的輸入端，熔斷器F1的輸出端與電抗器T1的輸入端1L1、1L2、1L3相連，電抗器T1的輸出端連接到控制系統(tǒng)及伺服驅(qū)動器單元4中的2L1、2L2、2L3。DC24V電源斷路器QF3的輸出端與DC24V電源V1的三相輸入端相連，DC24V電源V1的輸出端分別連接到控制系統(tǒng)及伺服驅(qū)動器單元4中的0V、0V1、24V、24V1。冷卻風(fēng)扇斷路器QF4的輸出端與冷卻風(fēng)扇的輸入端相連。

如圖3所示，所述控制系統(tǒng)及伺服驅(qū)動器單元4包括控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動器Sinamics S120 Combi、X軸電機(jī)、Y軸電機(jī)、Z軸電機(jī)、X軸編碼器、Y軸編碼器、Z軸編碼器、中間繼電器KA1觸點、中間繼電器KA2觸點。控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動器Sinamics S120 Combi用于實現(xiàn)X、Y、Z三個方向的伺服運動控制。X軸電機(jī)、Y軸電機(jī)、Z軸電機(jī)由控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動器進(jìn)行供電和控制；X軸編碼器、Y軸編碼器、Z軸編碼器均是絕對式編碼器，用于檢測X軸、Y軸、Z軸三個方向的機(jī)構(gòu)坐標(biāo)。具體連接關(guān)系如下：

所述控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動器的X224腳的L和M口分別與24V和0V一一對應(yīng)連接；所述控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動器的X21腳的3口與中間繼電器KA1常開觸點的一側(cè)相連，中間繼電器KA1常開觸點的另一側(cè)與24V相連。所述控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動器的X21腳的4口與0V相連；所述控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動器的X12腳的3口與中間繼電器KA2常開觸點的一側(cè)相連，中間繼電器KA2常開觸點的另一側(cè)與24V1相連，X12腳的4口與0V1相連。所述控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動器的X200通過PROFINET總線連接到顯示單元3中的828D PPU的X100。所述控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動器的X1腳的U1、V1、W1、PE分別與主電路單元1的2L1、2L2、2L3、PE一一對應(yīng)相連。所述控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動器的X3腳的U2、V2、W 2、PE分別與X軸電機(jī)的三相輸入端及接地相連，X軸編碼器連接到控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動器的X202腳。所述控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動器的X4腳的U2、V2、W 2、PE分別與Y軸電機(jī)的三相輸入端及接地相連，Y軸編碼器連接到控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動器的X203腳。所述控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動器的X5腳的U2、V2、W 2、PE分別與Z軸電機(jī)的三相輸入端及接地相連，Z軸編碼器連接到控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動器的X204腳。

如圖4所示，所述顯示單元3包括828D PPU、中間繼電器KA3觸點、中間繼電器KA4觸點。所述828D PPU的X1腳的24V口連接到24V，X1腳的0V口連接到0V，828D PPU的PE口連接到PE。所述828D PPU的X122腳的1口與中間繼電器KA3常開觸點一側(cè)相連，中間繼電器KA3常開觸點的另一側(cè)與24V相連。所述828D PPU的X122腳的2口與中間繼電器KA4常開觸點一側(cè)相連，中間繼電器KA4常開觸點的另一側(cè)與24V相連。所述828D PPU的PN1腳通過PROFINET總線與PLC及控制面板單元5相連，具體為：PN1腳通過PROFINET總線與PP72/48 PN的X2腳的PORT1相連，PP72/48 PN的X2腳的PORT2與MCP483PN的X20腳相連。PP72/48 PN的X1腳的24V、0V、PE分別與24V、0V、PE相連。MCP483PN的X1腳的24V、0V、PE分別與24V、0V、PE相連。所述828D PPU的X100腳通過DriveCliQ與控制系統(tǒng)及伺服驅(qū)動器單元4中Sinamics S120 Combi的X200腳相連；所述828D PPU 的X143腳與手持單元2的信號線相連；所述828D PPU 的X242腳的3、4、5口接手持單元2的軸選，分別對應(yīng)X、Y、Z軸，X242腳的7、8口分別接0V、24V；828D PPU 的X252腳的3、4、5口接手持單元2的倍率，分別對應(yīng)X、Y、Z軸，X252腳的7、8口分別接0V、24V。

如圖5和圖6所示，所述PLC及控制面板單元5包括PP72/48D PN輸入子單元和PP72/48D PN輸出子單元。

如圖5所示，所述PP72/48D PN輸入子單元包括PP72/48D PN和控制面板MCP483PN；PP72/48D PN用于實現(xiàn)安全信號、啟動、暫停信號的輸入及使能信號和模塊風(fēng)扇啟動信號的輸出?？刂泼姘錗CP483PN進(jìn)行手動控制、自動控制、動作編程和調(diào)試的操作。所述PP72/48D PN的X111腳的I0.0與控制面板MCP483PN的急停按鈕開關(guān)SB1常閉觸點一側(cè)相連，X111腳的I0.1與急停按鈕開關(guān)SB1另一個常閉觸點的一側(cè)相連，急停按鈕開關(guān)SB1的兩個常閉觸點的另一側(cè)連接到24V；X111腳的I0.2與控制面板MCP483PN的暫停按鈕SB2的常開觸點的一側(cè)相連，暫停按鈕SSB2的常開觸點另一側(cè)連接到24V， X111腳的I0.3與控制面板MCP483PN的啟動按鈕SB3的常開觸點的一側(cè)相連，啟動按鈕SB3的常開觸點的另一側(cè)連接到24V。

如圖6所示，所述PP72/48D PN輸出子單元包括中間繼電器KA1線圈、中間繼電器KA2 線圈、中間繼電器KA3線圈、中間繼電器KA4線圈和中間繼電器KA5線圈。所述PP72/48D PN的X111腳的Q0.0與中間繼電器KA1線圈的一側(cè)相連，中間繼電器KA1線圈的另一側(cè)與0V相連。所述PP72/48D PN的X111腳的Q0.1與中間繼電器KA2線圈的一側(cè)相連，中間繼電器KA2線圈的另一側(cè)與0V相連。所述PP72/48D PN的X111腳的Q0.2與中間繼電器KA3線圈的一側(cè)相連，中間繼電器KA3線圈的另一側(cè)與0V相連。所述PP72/48D PN的X111腳的Q0.3與中間繼電器KA4線圈的一側(cè)相連，中間繼電器KA4線圈的另一側(cè)與0V相連。所述PP72/48D PN的X111腳的Q0.4與中間繼電器KA5線圈的一側(cè)相連，中間繼電器KA5線圈的另一側(cè)與0V相連。所述中間繼電器KA1控制Sinamics S120 Combi的前置觸點，中間繼電器KA2控制Sinamics S120 Combi模塊風(fēng)扇的啟動，中間繼電器KA3控制驅(qū)動使能，中間繼電器KA4控制控制使能，中間繼電器KA5控制脈沖使能。