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

貨物名稱：CPAC伺服開發(fā)平臺(tái)及XY二維步進(jìn)平臺(tái)   

一,、  精密機(jī)械控制開發(fā)平臺(tái)

概述

復(fù)合加工研究XYZ控制平臺(tái)與單軸線性模塊和XY平臺(tái)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(tái),。面向制造行業(yè)和高等院校開發(fā)的GXYZ工作臺(tái),，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(tái)

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(dòng)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(tái)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(dòng)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(dòng)

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(dòng)控制器的開放式控制系統(tǒng)

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

XYZ運(yùn)動(dòng)平臺(tái)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(dòng)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(gè)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(gè)性的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),。 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(dòng)模塊及XY二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái):

 (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(dòng)電機(jī)為750W電動(dòng)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(dòng)載荷負(fù)載:1130，靜載負(fù)荷:2380,，精度：C3或相當(dāng),；

(4) 每個(gè)模塊都有效測(cè)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(dòng)平臺(tái):

（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(gè)立柱配套的光柵尺，有效測(cè)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(dòng)器:

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

(2) 工作電壓?jiǎn)蜗?20V/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(dòng)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(gè)脈沖一圈,，產(chǎn)品認(rèn)證：CE

廠家：安川電機(jī)（中國(guó)）有限公司

4、模擬數(shù)字量輸入輸出模塊

(1) 與自動(dòng)化控制器配套,；

(2) 通訊轉(zhuǎn)接模塊,，輸出電流：大3A，信號(hào)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(dòng)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(chǔ):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(hào)：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(dòng)控制功能：對(duì)稱及非對(duì)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(dòng)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,。控制器配套配置參數(shù)如下：自動(dòng)化控制器1塊,，端子板 GT2-800-ACC2-AD 1個(gè),，屏蔽電纜 ACC3-A1-062015 2條， 防靜電手套 1個(gè),， 產(chǎn)品保修卡 1個(gè),，產(chǎn)品保修卡 1個(gè)，產(chǎn)品合格證 1個(gè),，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(gè)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(jí)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(jí)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(jí)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(jí)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(dòng)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(hào)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(yǔ)言：即指令表語(yǔ)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(yǔ)言開發(fā)的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù),；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(tái)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(dòng)控制模塊直接集成，包含了點(diǎn)位運(yùn)動(dòng),，插補(bǔ)運(yùn)動(dòng),，同步運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)控制系統(tǒng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)PID控制實(shí)驗(yàn),，執(zhí)行電機(jī)及驅(qū)動(dòng)裝置認(rèn)知調(diào)試實(shí)驗(yàn),，單軸運(yùn)動(dòng)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(tái)運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(jí)部件，真正意義上的與工業(yè)接軌）

二維,，三維運(yùn)動(dòng)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(cè)試平臺(tái)

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(tái)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)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(dòng)控制裝備開發(fā)平臺(tái)功能

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

1方面：系統(tǒng)裝,、拆與測(cè)量

了解裝配精度的基本測(cè)量方法,、裝備精度對(duì)設(shè)備的影響等。

2方面：運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)重點(diǎn)知識(shí)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

運(yùn)動(dòng)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(cè)量與補(bǔ)償,、脈沖當(dāng)量與設(shè)備運(yùn)動(dòng)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(duì)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(dòng)控制技術(shù)的綜合創(chuàng)新應(yīng)用

利用運(yùn)動(dòng)控制知識(shí)進(jìn)行工業(yè)上運(yùn)動(dòng)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(dòng)控制點(diǎn)膠機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)等

運(yùn)動(dòng)控制是以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械傳動(dòng)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(dòng)參數(shù)完成,。

l        運(yùn)動(dòng)控制方面功能：