專利名稱：一種重載頂門自動(dòng)橫移裝置的制作方法
一種重載頂門自動(dòng)橫移裝置技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于機(jī)電控制領(lǐng)域，具體涉及一種重載頂門的自動(dòng)橫移。本發(fā)明適用于風(fēng)洞頂門自動(dòng)橫移或其它重載物體自動(dòng)橫移。
背景技術(shù)：
8mX6m/16mX 12m低速風(fēng)洞是一座直流式、閉口串列雙試驗(yàn)段大型低速風(fēng)洞，該風(fēng)洞由風(fēng)洞洞體、測(cè)控系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、模型支撐系統(tǒng)和頂門開閉系統(tǒng)等組成。該風(fēng)洞頂門自重13噸，跨度10米，頂門的開啟及關(guān)閉主要是為了試驗(yàn)?zāi)Ｐ?、試?yàn)設(shè)備的進(jìn)洞安裝放置?，F(xiàn)有設(shè)備采用單臺(tái)普通三相電機(jī)拖動(dòng)頂門，難以保證重載頂門在運(yùn)動(dòng)過程中的同步精度、定位精度，運(yùn)行不平穩(wěn)，無法實(shí)現(xiàn)啟停高低速控制，使用不方便，沖擊載荷大，安全隱患大。迫切需要一種新型重載頂門自動(dòng)橫移裝置。發(fā)明內(nèi)容
為解決運(yùn)行不穩(wěn)定，使用不方便，安全隱患大，滿足風(fēng)洞試驗(yàn)需要，本發(fā)明提供了一種重載頂門自動(dòng)橫移的裝置。
解決該問題的具體技術(shù)方案是本發(fā)明的重載頂門自動(dòng)橫移裝置包括主體機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)兩部分。
主體機(jī)構(gòu)部分包括頂門、前支撐臂、后支撐臂、主動(dòng)滾輪、從動(dòng)滾輪、導(dǎo)軌、基座、 齒條、齒輪、連接座、行星減速器、伺服電機(jī)。其連接關(guān)系是所述主體機(jī)構(gòu)安裝在風(fēng)洞洞體上。頂門與支撐臂連接；支撐臂通過滾輪安裝在導(dǎo)軌上端；伺服電機(jī)與行星減速器連接后與連接座連接；連接座將伺服電機(jī)和行星減速器與前支撐臂連接；齒輪與行星減速器輸出端連接；齒條固定于基座上；齒輪齒條有效嚙合。
控制系統(tǒng)部分包括工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、液晶顯示器、運(yùn)動(dòng)控制卡、IO擴(kuò)展卡、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)等。在所述工業(yè)控制計(jì)算機(jī)中設(shè)置有操作界面和運(yùn)動(dòng)控制程序，通過計(jì)算機(jī)的PCI插槽連接運(yùn)動(dòng)控制板和IO擴(kuò)展板，利用控制板的運(yùn)動(dòng)控制功能實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器和交流伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制。
本發(fā)明利用控制板的運(yùn)動(dòng)控制功能實(shí)現(xiàn)對(duì)交流伺服電機(jī)的同步運(yùn)動(dòng)控制，同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)伺服電機(jī)對(duì)頂門實(shí)現(xiàn)橫移。
本發(fā)明重載頂門自動(dòng)橫移裝置的工作流程，包括如下步驟A、伺服電機(jī)通過行星減速器帶動(dòng)齒輪在齒條上移動(dòng)，拉動(dòng)前支撐臂帶動(dòng)主動(dòng)滾輪在導(dǎo)軌上移動(dòng)，后支撐臂及從動(dòng)滾輪做隨動(dòng)，頂門橫移打開；B、伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)，通過行星減速器帶動(dòng)齒輪在齒條上移動(dòng)，推動(dòng)前支撐臂帶動(dòng)主動(dòng)滾輪在導(dǎo)軌上移動(dòng)，后支撐臂及從動(dòng)滾輪做隨動(dòng)，頂門橫移關(guān)閉；所述步驟A、B過程移動(dòng)距離靠工業(yè)控制計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)控制，有效行程為6600mm。
本發(fā)明通過主體機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)部分的結(jié)合實(shí)現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)重載頂門自動(dòng)橫移，采用伺服電機(jī)同步控制，配合結(jié)構(gòu)精密、強(qiáng)度高的行星減速器、齒輪齒條傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，能夠有效保證橫移過程中運(yùn)行平穩(wěn)、可靠。本發(fā)明適用于風(fēng)洞頂門的自動(dòng)橫移，也可用于類似同步及定位精度要求較高的重載設(shè)備自動(dòng)橫移。


圖1是本發(fā)明的重載頂門自動(dòng)橫移裝置的側(cè)視圖。
圖2是本發(fā)明的重載頂門自動(dòng)橫移裝置的正視圖。
圖3是本發(fā)明的重載頂門自動(dòng)橫移裝置的控制系統(tǒng)框圖。
圖中1.后支撐臂 2.從動(dòng)滾輪3.前支撐臂輪 5.導(dǎo)軌 6.基座 7.齒條 8.連接座 9.齒輪 11.伺服電機(jī) 12.頂門 13.液晶顯示器 14.工作控制計(jì)算機(jī)控制卡 16. IO擴(kuò)展板 17.伺服驅(qū)動(dòng)器 18.交流伺服電機(jī)。4.主動(dòng)滾 10.減速器 15.運(yùn)動(dòng)具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
圖1是本發(fā)明的頂門自動(dòng)橫移裝置的側(cè)視圖，圖2是本發(fā)明的頂門自動(dòng)橫移裝置正視圖。如圖1圖2所示，本發(fā)明的重載頂門自動(dòng)橫移裝置包括主體機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)兩部分。主體機(jī)構(gòu)部分包括后支撐臂1、從動(dòng)滾輪2、前支撐臂3、主動(dòng)滾輪4、導(dǎo)軌5、基座6、齒條7、連接座8、齒輪9、減速器10、伺服電動(dòng)機(jī)11、頂門12。其連接關(guān)系是所述主體機(jī)構(gòu)安裝在風(fēng)洞洞體上。頂門12與后支撐臂1和前支撐臂3連接；后支撐臂1通過從動(dòng)滾輪2 安裝在導(dǎo)軌5上端；前支撐臂3通過主動(dòng)滾輪4安裝在導(dǎo)軌5上端；伺服電機(jī)11與行星減速器10連接后與連接座8連接；連接座8將伺服電機(jī)11和行星減速器10與前支撐臂3連接；齒輪9與行星減速器10輸出端連接；齒條7固定于基座6上；齒輪9與齒條7有效嚙合。所述裝置采用的主體機(jī)構(gòu)的數(shù)量為2，2部相同的主體機(jī)構(gòu)分別固定安裝在風(fēng)洞頂門的左右兩端。
所述橫移減速器采用臺(tái)灣精銳科技股份有限公司生產(chǎn)的AE205-70精密行星減速ο
所述齒輪采用德國(guó)ATLANTA公司生產(chǎn)的精密齒輪，模數(shù)為5。
所述齒條采用德國(guó)ATLANTA公司生產(chǎn)的精密齒條，模數(shù)為5。
圖3是本發(fā)明的重載頂門橫移的控制系統(tǒng)的框圖。如圖3所示，本發(fā)明的重載頂門橫移裝置裝置的控制系統(tǒng)包括液晶顯示器13、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)14、運(yùn)動(dòng)控制卡15、10擴(kuò)展卡16、伺服驅(qū)動(dòng)器17、交流伺服電機(jī)18。在所述工業(yè)控制計(jì)算機(jī)14上用C語(yǔ)言編制控制界面和運(yùn)動(dòng)控制程序，通過計(jì)算機(jī)的PCI插槽連接運(yùn)動(dòng)控制卡15和IO擴(kuò)展卡16，利用控制卡15的運(yùn)動(dòng)控制功能實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器17和交流伺服電機(jī)18的運(yùn)動(dòng)控制。
所述工業(yè)控制計(jì)算機(jī)14采用臺(tái)灣研華公司生產(chǎn)的IPC-610BP-30H工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。
所述運(yùn)動(dòng)控制卡15采用臺(tái)灣研華公司生產(chǎn)的PCI-1240UPCL-101100M-1運(yùn)動(dòng)控制卡。
所述伺服驅(qū)動(dòng)器17采用日本安川公司生產(chǎn)的SGDM-30ADA伺服驅(qū)動(dòng)器。
所述交流伺服電機(jī)18采用日本安川公司生產(chǎn)的SGMGH-30A2A6C 3KW交流伺服電機(jī)。
所述重載頂門自動(dòng)橫移裝置工作過程描述如下A、伺服電機(jī)11通過行星減速器10帶動(dòng)齒輪9在齒條7上移動(dòng)，拉動(dòng)前支撐臂3帶動(dòng)主動(dòng)滾輪4在導(dǎo)軌5上移動(dòng)，后支撐臂1及從動(dòng)滾輪2做隨動(dòng)，頂門12橫移打開；B、伺服電機(jī)11反轉(zhuǎn)，通過行星減速器10帶動(dòng)齒輪9在齒條7上移動(dòng)，推動(dòng)前支撐臂3 帶動(dòng)主動(dòng)滾輪4在導(dǎo)軌5上移動(dòng)，后支撐臂1及從動(dòng)滾輪2做隨動(dòng)，頂門12橫移關(guān)閉；所述步驟A、B過程移動(dòng)距離靠工業(yè)控制計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)控制，有效行程6600mm。
按上述工作過程往復(fù)循環(huán)運(yùn)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)頂門橫移打開和關(guān)閉的全自動(dòng)化，減少人工參與環(huán)節(jié)，提高頂門運(yùn)行穩(wěn)定性、可靠性、安全性以及試驗(yàn)效率和定位精度。
本發(fā)明的重載頂門自動(dòng)橫移裝置可用于不同大小、不同形狀、重量較重、定位精度要求高的多種產(chǎn)品自動(dòng)橫移。
權(quán)利要求
1.一種重載頂門自動(dòng)橫移裝置，其特征在于所述的自動(dòng)橫移裝置包括主體機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)兩個(gè)部分；主體機(jī)構(gòu)部分包括后支撐臂(1)、從動(dòng)滾輪(2)、前支撐臂(3)、主動(dòng)滾輪(4)、導(dǎo)軌 (5)、基座(6)、齒條(7)、連接座(8)、齒輪(9)、減速器(10)、伺服電動(dòng)機(jī)(11)、頂門(12)；其連接關(guān)系是所述主體機(jī)構(gòu)安裝在風(fēng)洞洞體上；頂門(12)與后支撐臂(1)和前支撐臂(3)連接；后支撐臂(1)通過從動(dòng)滾輪(2)安裝在導(dǎo)軌(5)上端；前支撐臂(3)通過主動(dòng)滾輪(4)安裝在導(dǎo)軌(5)上端；伺服電機(jī)(11)與行星減速器(10 )連接后與連接座(8 )連接；連接座(8 )將伺服電機(jī)(11)和行星減速器(10 )與前支撐臂(3)連接；齒輪(9)與行星減速器(10)輸出端連接；齒條(7)固定于基座(6)上； 齒輪(9)與齒條(7)有效嚙合；所述控制系統(tǒng)部分包括液晶顯示器(13)、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(14)、運(yùn)動(dòng)控制卡(15)、IO 擴(kuò)展卡(16)、伺服驅(qū)動(dòng)器(17)、交流伺服電機(jī)(18)；在所述工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(14)中設(shè)置有操作界面和運(yùn)動(dòng)控制程序，通過計(jì)算機(jī)的PCI插槽連接運(yùn)動(dòng)控制卡(15)和IO擴(kuò)展卡(16)， 利用控制卡(15)的運(yùn)動(dòng)控制功能實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器(17)和交流伺服電機(jī)(18)的運(yùn)動(dòng)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述重載頂門自動(dòng)橫移裝置，其特征在于所述重載頂門自動(dòng)橫移裝置中的行星減速器(10)采用減速比為40-100的減速器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述重載頂門自動(dòng)橫移裝置，其特征在于所述重載頂門自動(dòng)橫移裝置中的齒條(7)和齒輪(9)采用的模數(shù)為4-10個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置頂門自動(dòng)橫移裝置，其特征在于所述載頂門自動(dòng)橫移裝置中的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(14)采用防震、防塵的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置頂門自動(dòng)橫移裝置，其特征在于所述載頂門自動(dòng)橫移裝置中的運(yùn)動(dòng)控制板(15)采用具有四軸以上直線插補(bǔ)功能的運(yùn)動(dòng)控制板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述重載頂門自動(dòng)橫移裝置，其特征在于所述裝置采用的主體機(jī)構(gòu)的數(shù)量為2個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種重載頂門自動(dòng)橫移的裝置，所述裝置采用的主體機(jī)構(gòu)的數(shù)量為2，2部相同的主體機(jī)構(gòu)分別固定安裝在風(fēng)洞頂門的左右兩端。頂門與支撐臂連接；支撐臂通過滾輪安裝在導(dǎo)軌上端；伺服電機(jī)與行星減速器連接后與連接座連接；連接座將伺服電機(jī)和行星減速器與前支撐臂連接；齒輪與行星減速器輸出端連接；齒條固定于基座上；齒輪齒條有效嚙合。在所述工業(yè)控制計(jì)算機(jī)中設(shè)置有操作界面和運(yùn)動(dòng)控制程序，通過計(jì)算機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制板和IO擴(kuò)展板，利用控制板的運(yùn)動(dòng)控制功能實(shí)現(xiàn)對(duì)交流伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制。采用本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)重載頂門的自動(dòng)化橫移，本發(fā)明的裝置運(yùn)行穩(wěn)定、可靠、安全。
文檔編號(hào)G01M9/04GK102507130SQ20111031470
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月18日
發(fā)明者劉彬, 劉桂林, 彭旭, 方浩舟, 李威, 童卓 申請(qǐng)人:四川省綿陽(yáng)西南自動(dòng)化研究所