精密機(jī)械控制開發(fā)平臺  型號： GCS1001-YK+GXY3030GT4

貨物名稱：CPAC伺服開發(fā)平臺及XY二維步進(jìn)平臺   

一、  精密機(jī)械控制開發(fā)平臺

概述

復(fù)合加工研究XYZ控制平臺與單軸線性模塊和XY平臺屬于同一系列的產(chǎn)品，是多種數(shù)控加工、電子加工設(shè)備的基本部件，也是各種科學(xué)研究、應(yīng)用開發(fā)及教學(xué)實(shí)驗(yàn)的通用平臺。面向制造行業(yè)和高等院校開發(fā)的GXYZ工作臺，采用模塊化設(shè)計(jì)思想和工業(yè)化制造標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造。

模塊化機(jī)械本體

l         模塊化

機(jī)械本體模塊化設(shè)計(jì)，用戶可根據(jù)應(yīng)用需求，自行組態(tài)采用不同執(zhí)行電機(jī)和控制不同軸數(shù)的應(yīng)用系統(tǒng)或?qū)嶒?yàn)平臺

配套實(shí)驗(yàn)軟件遵循模塊化原則開發(fā)，可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)，自動配置相關(guān)實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用模塊

系統(tǒng)特點(diǎn)：

結(jié)構(gòu)模塊化，可以用作單軸線性模塊或XY平臺使用。

機(jī)械和電氣以及軟件，都采用模塊化的設(shè)計(jì)思想，方便用戶進(jìn)行研究和擴(kuò)展。

采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)元器件，保證系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

采用工控機(jī)＋運(yùn)動控制器控制方式，控制方式靈活。

工業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)設(shè)計(jì)和制造

采用滾珠絲杠和精密圓導(dǎo)軌

交流伺服電機(jī)、直流伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動

一體化鋁型材基座

ISO9002質(zhì)量保證體系生產(chǎn)

開放性

基于PC和DSP運(yùn)動控制器的開放式控制系統(tǒng)

提供運(yùn)動控制DOS庫函數(shù)，及適用于VC、VB、Delphi等Windows開發(fā)環(huán)境的DLL函數(shù)庫

XYZ運(yùn)動平臺實(shí)驗(yàn)軟件源代碼開放，構(gòu)建典型機(jī)構(gòu)、開發(fā)例程及代碼；

配套內(nèi)容詳盡的實(shí)驗(yàn)教材，內(nèi)容涵蓋運(yùn)動控制、機(jī)電一體化、數(shù)控技術(shù)與計(jì)算機(jī)微機(jī)控制設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的各個環(huán)節(jié)。用戶可以輕松選擇相關(guān)內(nèi)容滿足不同課程的教學(xué)實(shí)驗(yàn)需要，于操作實(shí)驗(yàn)人員進(jìn)行使用培訓(xùn)，使其掌握使用方法，能夠獨(dú)立操作。

創(chuàng)新性

隨意配置獨(dú)具個性的實(shí)驗(yàn)平臺。 開發(fā)面向工業(yè)需求的應(yīng)用系統(tǒng)。

二）、相關(guān)產(chǎn)品參數(shù)：

詳細(xì)參數(shù)要求如下：

 1、直線運(yùn)動模塊及XY二維運(yùn)動平臺:

 (1) 包括電機(jī)、滾珠絲杠副、T形導(dǎo)軌、聯(lián)軸器、光柵尺等；(2) 驅(qū)動電機(jī)為750W電動機(jī)；

(2) 有效行程：900mm以上；

(3) 滾珠絲杠副為TBI,直徑：20mm以上，導(dǎo)程：5mm；動載荷負(fù)載:1130，靜載負(fù)荷:2380，精度：C3或相當(dāng)；

(4) 每個模塊都有效測量量程為900mm的光柵尺，精度：5um，分辨率：不大于1um，均為海德漢或雷尼紹品牌；

(5) 光柵尺的安裝方式考慮到導(dǎo)軌、滾珠絲杠等機(jī)械部分的受力、受熱等變形的影響；

XY二維運(yùn)動平臺:

（1)  57步進(jìn)電機(jī)；

(2) 有效行程300mm以上，定位精度0.02mm，高速度(mm/sec)：250，大水平負(fù)荷（kg），30，大垂直負(fù)荷（kg）：18。

廠家：固高科技（深圳）有限公司

2、與三個立柱配套的光柵尺，有效測量距離900mm以上；精度：1μm，廠家：雷尼紹（上海）貿(mào)易有限公司

3、 伺服交流電機(jī)及驅(qū)動器:

(1) 安川伺服交流電機(jī)及驅(qū)動系統(tǒng)，伺服驅(qū)動具有位置、速度、扭矩控制；

(2) 工作電壓單相220V/50Hz，額定轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)；

 (3)  1套功率1.3kW，額定扭矩：4.35N.m，高扭矩：12.7N.M，轉(zhuǎn)子慣量2kg.cm2；

(4)  1套功率1kW，額定扭矩：3.18N.m，高扭矩：9.55N.M，轉(zhuǎn)子慣量1.2kg.cm2；

(5) 3套功率750W，額定扭矩：2.39N.m，高扭矩：8.36N.M，轉(zhuǎn)子慣量1.57kg.cm2。

伺服驅(qū)動具有位置、速度、扭矩控制；輸入電壓：92V，輸入電流：1.8A/2.2 A/2.6 A，輸入電壓頻率：50/60HZ，輸出電壓：92V，輸出電流：1.6A/2.0 A/2.4 A，輸出頻率：0-333.3HZ，編碼器線數(shù)：2500線，四倍頻后是10000個脈沖一圈，產(chǎn)品認(rèn)證：CE

廠家：安川電機(jī)（中國）有限公司

4、模擬數(shù)字量輸入輸出模塊

(1) 與自動化控制器配套；

(2) 通訊轉(zhuǎn)接模塊，輸出電流：大3A，信號電平：5V TTL，RS-485絕緣電壓：1000V，輸入電壓：12V~24V；

(3) 16路數(shù)字量輸入模塊；

(4) 16路數(shù)字量輸出模塊；

(5) 8路12位模擬量輸入模塊；

(6) 4路12位模擬量輸出模塊。

5、運(yùn)動控制器為CPAC-8軸，能夠與伺服控制器、光柵尺配合使用。

控制卡具體參數(shù)：

(1) 可同時(shí)控制1-8軸伺服電機(jī)/步進(jìn)電機(jī)，位置、速度、扭矩控制；

(2) 內(nèi)置嵌入式控制系統(tǒng)：CPU:(M23) 1.6GHz、內(nèi)存: 2GB、顯示接口:VGA、HMI(含LVDS、USB、PS/2、串口)、外部存儲:DOM:1G、USB2.0、X 2標(biāo)準(zhǔn)鍵盤、鼠標(biāo)PS/2接口、RS232  X 1、網(wǎng)絡(luò):RTL8139，10M/100M自適應(yīng)。

(3) 操作系統(tǒng)： WinCE操作系統(tǒng)；

(4) 8軸電機(jī)控制信號：每軸輸出差分脈沖，高頻率：1MHZ，每軸輸出電壓（PV系列)，范圍：-10V-+10V,精度：16位，每軸編碼器反饋通道，四倍頻可達(dá)8MHZ，每軸Home、Index及探針硬件捕獲功能， 每軸正負(fù)限位及伺服報(bào)警輸入；

(5) 運(yùn)動控制功能：對稱及非對稱T型曲線、S型曲線速度規(guī)劃，JOG模式，PT(位置與時(shí)間)運(yùn)動規(guī)劃，電子齒輪，F(xiàn)ollow模式(電子凸輪)，位置比較輸出功能，每軸手脈跟隨功能，支持閉環(huán)(PV系列)與開環(huán)控制；

(6) I/O功能：16路通用數(shù)字輸入/16路通用數(shù)字輸出，可擴(kuò)展數(shù)字IO模塊、AD/DA模塊。尺寸：220mm*132mm。工作環(huán)境：溫度: 0～55℃，濕度: 5%～90%無凝結(jié)。電源要求：+24V或+12V,Icc=2A?？刂破髋涮着渲脜?shù)如下：自動化控制器1塊，端子板 GT2-800-ACC2-AD 1個，屏蔽電纜 ACC3-A1-062015 2條， 防靜電手套 1個， 產(chǎn)品保修卡 1個，產(chǎn)品保修卡 1個，產(chǎn)品合格證 1個，產(chǎn)品光盤 1張。

6、定制操控面板：顯示部分19寸LCD液晶屏接口：VGA、PS/2，2個USB接口。

7、伺服控制柜 (含線纜變壓器等與支架各部分尺寸協(xié)調(diào)、安裝牢靠)：

控制器端子板：16路通用數(shù)字量輸出，16路通用數(shù)字量輸入，尺寸：262mm*150mm*42mm，變頻器：模擬控制，有以下配置形式：-無EMC濾波器，但帶有散熱器-帶有集成的A/B級EMC濾波器和散熱器-無EMC濾波器，但帶有平板式散熱器（僅限外形尺寸為A的變頻器（FS A））-帶有集成的B級EMC濾波器和平板式散熱器（僅限外形尺寸為A的變頻器（FS A））?USS串行通訊控制，有以下配置形式： -無EMC濾波器，但帶有散熱器-帶有集成的A/B級EMC濾波器和散熱器-無EMC濾波器，但帶有平板式散熱器（僅限外形尺寸為A的變頻器（FS A））-帶有集成的B級EMC濾波器和平板式散熱器（僅限外形尺寸為A的變頻器（FS A）），控制柜尺寸：300 mm*400 mm*250mm

8、伺服的接插線纜：一套安川專用驅(qū)動電纜，壓膜一體式，抗干擾磁環(huán)，編織網(wǎng)屏蔽，線芯材質(zhì)：裸銅線，護(hù)套材質(zhì)：65號環(huán)保型PVC，電線大外徑：6.3（mm），護(hù)套厚度：1（mm）產(chǎn)品認(rèn)證：UL

9、控制系統(tǒng)應(yīng)用程序開發(fā)套件:

(1) 包含控制方案編輯器和仿真調(diào)試器；

(2) 包括符合IEC61131－3標(biāo)準(zhǔn)的五種編程語言：即指令表語言（IL）、功能塊圖（FBD）/連續(xù)功能圖（CFC）、梯形圖（LD）、結(jié)構(gòu)化文本（ST）、順序功能圖（SFC）， 同時(shí)也可支持VC++等語言開發(fā)的動態(tài)鏈接庫；此外，軟件包中還包括諸如任務(wù)配置和輸入/輸出配置在內(nèi)的程序單元運(yùn)行環(huán)境編輯器；

(3) 在Windows CE平臺上運(yùn)行的實(shí)時(shí)內(nèi)核；

(4) 集成在PLC編程系統(tǒng)中的可視化功能；

(5) 把運(yùn)動控制模塊直接集成，包含了點(diǎn)位運(yùn)動，插補(bǔ)運(yùn)動，同步運(yùn)動等功能塊；

(6) 提供Web接口，遵循TCP/IP通訊協(xié)議，可在通過局部以太網(wǎng)，英特網(wǎng)，與各地CPAC用戶，控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)，人機(jī)交互。并可通過Website實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)人機(jī)界面功能。

10、控制機(jī)及運(yùn)動控制卡

(1) 控制機(jī)器采用研華等工控機(jī)：AIMB-781QG2工控主板,CORE3.4G8M1155P 4CORE I7-2600(G),4GDDR31333M,500G3.5" SATA 7KRPM8M(G),USB*6  RS 232串口*2, 4PCI, 1PCIE*1, 1PCIE*4 1PCIE*16,DVD刻錄；

(2) 運(yùn)動控制卡：可控軸數(shù):8軸，位置、速度、扭矩控制；每軸輸出差分脈沖，高頻率：256K；軸編碼器反饋通道,四倍頻可達(dá)4MHz；每軸正負(fù)限位及伺服報(bào)警輸入；支持直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)等立即插補(bǔ)、緩沖區(qū)插補(bǔ)，小線段的連續(xù)軌跡的速度優(yōu)化策略-前瞻預(yù)處理功能，支持閉環(huán)控制開環(huán)控制，數(shù)字濾波器:PID+速度前饋+加速度前饋，緩沖區(qū)本地IO管理和運(yùn)動延時(shí)功能；16路通用數(shù)字輸入/16路通用數(shù)字?jǐn)?shù)出。

11、配套電源、電纜、扳手等工具一套

三）、用途

3.1參考實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

l        可開設(shè)的實(shí)驗(yàn)

運(yùn)動控制系統(tǒng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，運(yùn)動控制系統(tǒng)PID控制實(shí)驗(yàn)，執(zhí)行電機(jī)及驅(qū)動裝置認(rèn)知調(diào)試實(shí)驗(yàn)，單軸運(yùn)動策略規(guī)劃實(shí)驗(yàn)，二維，三維插補(bǔ)原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，XYZ平臺運(yùn)動控制實(shí)驗(yàn)，

數(shù)控代碼編程實(shí)驗(yàn)，交流伺服控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)，運(yùn)動控制器的調(diào)整－PID控制器的基本控制作用，單軸電機(jī)運(yùn)動控制實(shí)驗(yàn)，絲杠反向間隙實(shí)驗(yàn)。

l        可進(jìn)行的部分研究工作（工業(yè)級部件，真正意義上的與工業(yè)接軌）

二維，三維運(yùn)動控制應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)

二維，三維軌跡插補(bǔ)算法研究

數(shù)控系統(tǒng)NC代碼解釋器開發(fā)與研究

間隙補(bǔ)償算法研究測試平臺

數(shù)控圖形化實(shí)施三維顯示的研究

加工工藝新技術(shù)的研究

開發(fā)實(shí)驗(yàn)：

用戶可以根據(jù)實(shí)際需要，利用實(shí)訓(xùn)平臺進(jìn)行運(yùn)動控制程序開發(fā)。

適用于傳統(tǒng)機(jī)床系統(tǒng)的開發(fā)，應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋：切割設(shè)備，如等離子切割、車床，銑床，火焰切割、水切割、海綿切割；板金加工設(shè)備,如鉚釘機(jī)；點(diǎn)膠設(shè)備,如點(diǎn)膠機(jī)；裁剪機(jī)；眼鏡加工設(shè)備,如鏡框加工機(jī)械；PCB加工設(shè)備,如PCB分板機(jī)；雕銑設(shè)備,如雕刻機(jī)、雕銑機(jī)；數(shù)控加工設(shè)備,數(shù)控機(jī)床；刀具加工設(shè)備,如開槽機(jī)等。

3.2 實(shí)驗(yàn)室功能

部分 運(yùn)動控制裝備開發(fā)平臺功能

l        運(yùn)動控制技術(shù)應(yīng)用開發(fā)方面

1方面：系統(tǒng)裝、拆與測量

了解裝配精度的基本測量方法、裝備精度對設(shè)備的影響等。

2方面：運(yùn)動控制技術(shù)重點(diǎn)知識創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

運(yùn)動控制設(shè)備的模塊認(rèn)知、3種控制方式的特性比較、常見執(zhí)行機(jī)構(gòu)的特性比較、幾種插補(bǔ)的特性比較、反向間隙的測量與補(bǔ)償、脈沖當(dāng)量與設(shè)備運(yùn)動速度關(guān)系、幾種精度、機(jī)床坐標(biāo)與工件坐標(biāo)等

3方面：基本加工工藝及加工參數(shù)設(shè)置要求

CAM軟件生成對加工效率的影響、基本加工參數(shù)設(shè)置（加工速度、空行速度、進(jìn)刀量等）。

4方面：運(yùn)動控制技術(shù)的綜合創(chuàng)新應(yīng)用

利用運(yùn)動控制知識進(jìn)行工業(yè)上運(yùn)動控制專機(jī)的應(yīng)用創(chuàng)新，如數(shù)控雕刻機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)、運(yùn)動控制點(diǎn)膠機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)等

運(yùn)動控制是以實(shí)現(xiàn)對機(jī)械傳動裝置的位置、速度進(jìn)行實(shí)時(shí)控制與管理，使

其按照預(yù)期的軌跡和運(yùn)動參數(shù)完成。

l        運(yùn)動控制方面功能：