[发明专利]一种双电机同轴线实时同步拖动系统及同步方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电机同步拖动系统及同步方法，具体涉及一种双电机同轴线实时同步拖动系统及同步方法。

背景技术

随着工业生产自动化程度的提高以及生产规模的扩大，基于单电机的传动方法已经越来越难以满足高精度和高柔性化的生产线传输要求，多电机传动的需求不断增大，多电机传动控制方法是指通过机械或者电控方法同时对多台电机进行精确控制与补偿以达到多电机协调传动的一种控制方法，具有传送精度高、同步性好等优点。

以金属网带传输为例，金属网带的结构如图4所示，由弹性金属网、直心力骨以及马蹄形链片组成。在传输过程中，马蹄形链片的中空部分啮合在链轮上，电机带动链轮拖动金属网带运动。由于应用场合不同，金属网带有多种规格，每种规格的宽度从600mm到1100mm不等。若将两个链轮安装在同一转轴上由单一电机带动，则传输线的柔性度大大降低；而且，当转轴较长时，由于转轴两端扭转力矩较大，在工作过程中转轴很容易产生较大的扭转变形，从而大大影响金属网带两端的同步性。

由此可见，目前电机传动系统存在以下局限性：1）单电机同轴传动系统柔性差，不能适用于对系统柔性要求较高的场合，而且在大轴距大扭矩情况下容易产生两端不同步现象；2）双电机传动方法难以兼顾成本和性能。若采用伺服电机驱动，实时同步性能可以保证，但制造成本大大增加；若采用步进电机，制造成本可以较好控制，但步进电机因负载扰动因素会产生丢步现象，形成累积误差从而影响传动精度与实时同步性。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种双电机同轴线实时同步拖动系统及同步方法。具有传动精度高、柔性化程度好，实施及维护成本低等优点。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种双电机同轴线实时同步拖动系统，包括：两套同轴线对称安装的电机传动装置及一同步控制器，每套电机传动装置均包括：步进电机、步进电机驱动器、编码器、减速器、链轮、定位码盘、定位销及气缸，所述步进电机与减速器联接，链轮安装于减速器的输出轴上，所述定位码盘安装于链轮靠近定位销的一侧，所述定位销安装于气缸的推杆上，定位码盘上形成有若干个供定位销插入的定位孔；所述同步控制器通过步进电机驱动器驱动步进电机，所述编码器安装于步进电机上采集步进电机的转动角度信息并实时传送给同步控制器。

优选地，前述定位孔等角度地均匀分布于定位码盘上。

进一步优选地，前述定位销的端部形成有锥度以方便插入定位孔内。

前述链轮是能够拆卸更换的以提高灵活性。

进一步地，前述两套电机传动装置滑动安装于同一导杆上，以方便调节两者的距离以方便应用于不同规格的产品。

具体地，前述同步控制器内设有两套控制系统和两套偏差补偿系统。

更为具体地，前述编码器将采集的步进电机的转动角度信息传送给偏差补偿系统。

此外，本发明还公开了基于前述的同步拖动系统的同步方法，具体包括如下流程：

a、  分别读取两台步进电机的当前转动角度；

b、  计算两台步进电机之间的位置偏差；

c、   判断位置偏差是否小于容许同步偏差，如果小于容许同步偏差，则进入步骤d；否则，根据两台步进电机之间的位置偏差值给出补偿量，对转动角度滞后的步进电机进行补偿，然后转入步骤a；

d、  判断步进电机是否到达程序设定的停止位置，如果两台步进电机均到达程序设定的停止位置，则转入步骤e；否则，根据步进电机的位置与程序设定的停止位置之间的差值给出补偿量，对步进电机进行补偿，然后转入步骤a；

e、   气缸动作，推动定位销插入定位码盘上的定位孔，完成定位码盘的定位。

本发明的有益之处在于：

（1）、本发明的系统实时同步拖动精度高。同步控制器、编码器、步进电机驱动器及步进电机构成闭环系统，能实时补偿位置偏差，提高双电机的实时同步性；定位码盘、定位销、气缸构成机械式定位回零系统，可消除系统运行过程中由减速器等中间传动环节所引起的定位偏差。

（2）、本发明的系统柔性化程度高，可用于不同种类或规格物料的拖动作业，能够灵活调节两链轮的间距；同时，本发明的链轮也可根据物料种类或规格来更换。

（3）、本发明实施及维护成本低，具有较高的性价比。采用低成本的步进电机取代现有技术中昂贵的伺服电机；同步控制器内的系统也更加简单，维护成本较低。