平台的水平度调整系统方案,是否可行? 点击:0 | 回复:47



耪地的笨笨熊

    
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发表于:2004-06-02 23:56:00
楼主
请教:一个平台的水平度调整系统方案,是否可行? 请教各位老师:ﬧﬧﬧ ❀❀❀❀❀ 首先向所有光顾本文的人致敬!♥ 1 任务目标 设计一个移动式平台的水平度自动调整系统,要求平台承载能力约为32—48吨。 2 系统组成 初步考虑该系统由控制系统、传感装置、机电支承三部分组成,其中机电支承拟采用电机、减速器、撑杆丝杠柱状集成的结构形式,整个平台的全部载荷由4个机电支承分担,每个机电支承的承载能力均等(同为8—12吨)。 3 工作原理及过程描述 3.1 工作原理 控制系统通过传感装置检测平台的水平度,并依据检测结果决定是否对平台进行水平度调整;对平台进行水平度调整时,由控制系统分配4个机电支承的调整量,并对支承的撑杆丝杠的伸缩实施控制;经过调整后,控制系统进一步检测平台的水平度,从而判定调平工作即告完成还是开始新一轮调整。 3.2 过程描述 ①控制系统通过传感装置,检测平台在场地上当前架设状态下的水平度,并确定下步工作:如果满足指标要求,调整工作即告完成;若仍不符合要求,则启动步骤②开始对平台水平度进行调整。 检测平台水平度的途径有二:其一,控制系统通过角度传感装置直接采集平台在X、Y两方向的水平度;其二,控制系统可监测机电支承在当前工作位态下撑杆丝杠的伸出量(可通过计数电机的转数获取),通过各机电支承撑杆丝杠各自的伸出量解算得到平台的水平度。 ②控制系统根据平台当前的水平度状态,解算分配每个机电支承撑杆丝杠的伸缩调整量(即每个机电支承电机的转数),然后控制系统给每个机电支承的电机发送指令,原则是使每个电机在同一时间段内匀速转过控制系统分配的相应转数,从而确保每个机电支承在同一时间段内完成控制系统分配的调整量。 ③转到步骤① 4 主要问题 4.1 系统方案 关于该任务在总体方案设计上规划、构想的可行性如何?有无致命性缺陷? 如果此规划、构想基本可行,是否还存在其他一些显见的问题?具体的解决措施如何? 4.2 关于机电支承 ①电机:伺服电机、步进电机,选用哪个为更好?还是有别的更为合适的电机类型可供选用于此种工况? 机电支承要求具有自锁功能,结合下边将要提到的有关撑杆丝杠的结构形式问题,所选电机是否应带断电抱死功能?此种工况,电机带断电抱死功能是否使系统更为安全可靠? ②减速器:谐波减速器、行星减速器,选用哪个为更好?它们应用于此种工况,各自有哪些优缺点? ③撑杆丝杠:滑动螺旋、滚动螺旋,选用哪个为更好?它们应用于此种工况,各自有哪些优缺点? 4.3 关于水平度检测 我个人的意见:由控制系统通过角度传感装置直接采集平台的水平度,而不采用由控制系统通过对撑杆丝杠伸出量进行解算得到水平度的方式。理由如下:由于平台自身刚度因素,由于机电支承在调整过程中所受载荷会发生一些变化,而每个支承在地基的各作用部位既不是刚体、相互间也不可能质地软硬同等均匀,所以,对撑杆丝杠伸出量的解算并不能真实地反映平台的水平度状况。 各位老师、专家如何评价?是不是还有其它更好的办法? 4.4 关于控制系统 在这方面,我更是外行的一塌糊涂! 请教各位老师,用于对伺服系统的电机进行控制的技术主要可分为哪几类? 针对每一类技术,市场上有哪些相应常用的产品类别可供选用? 尤其对于本种工况,更适合选用哪类技术的哪类产品作为控制系统的基本硬件配置? 5 说明及请求 在这方面,我是真心地想学点实际的东西、实实在在地做点事情,但同时在这方面我又是一个门外汉,可能说了不少外行话让各位老师、专家笑话啦! 对于我介绍的一些构思设想、提到的各个问题,恳请各位老师、专家能够悉心点拨、指正,不吝赐教!希望能够得到各位老师、专家积极的、富有建设性的意见和建议! 再次感谢各位老师,耽误您们的时间啦!ﬧﬧﬧ



老鼠杰利

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发表于:2004-06-03 08:52:00
1楼
随便说点想法。 我想问你所要达到的精度是多少,如果高的话,采用旋转编码器可能就不行了,毕竟它不是直接装在平台上的,不能直接反映最终的调整位置。这时候最好装光栅或其它位置传感器做反馈元件,作为对最终位置的检测与反馈。 你这种情况,我建议还是用伺服吧,对整体成本应该影响不高——而且调整精度不是很高时,可直接用它的编码器做反馈。 减速机用行星斜齿轮的吧,承载能力和稳定性能会好一些。 我对丝杠不太熟悉,没办法给你建议了。 控制系统可以用PLC或控制卡,关键看你要不要比较复杂、花哨的功能和界面了。

耪地的笨笨熊

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发表于:2004-06-03 21:41:00
2楼
首先感谢慷慨的“鼠老师”—杰利! 由于单位不能上网,晚上回到家里才能进入论坛,很抱歉现在才能回答您问我的问题。 平台水平度的调整精度大概在2-3分吧(角度分)!还望指点迷津!   控制系统不要复杂、花哨的功能和界面,只要求在操控面板上有简洁实用的功能键(或开关)、状态指示、到位指示等功能就可以了。

耪地的笨笨熊

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发表于:2004-06-04 00:14:00
3楼
我的理解对吗? 1 PLC与传感器间是否既可以通过模拟量建立联系、又可以通过通讯方式建立联系?同一PLC应同时具备这两方面的能力吧?! 2 用PLC构建控制系统,PLC与传感器的联系:若传感器输出为模拟量,PLC应实时监测传感器;若传感器输出为数字量,PLC与传感器间应以通讯方式建立联系? 3 PLC在一般语言所具有的计算、分析逻辑能力方面如何?我主要是想确认PLC根据平台水平度状态解算、分配机电支承调整量的能力如何。

耪地的笨笨熊

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发表于:2004-06-04 01:19:00
4楼
请老师和专家解惑: 1 用PLC作伺服控制、用控制卡作伺服控制各自的优缺点?用控制卡作伺服控制时,得把控制卡插到pc机的主板上才能实现吧?“控制卡+IPC”是用控制卡作为伺服控制系统的硬件搭配的一个基本配置构架吗? 2 除了PLC、控制卡,还有其他途径可供选择吗?都适用于我的需要吗? 3 由于我的控制系统不要复杂、花哨的功能和界面,是不是只用PLC构建控制系统可以了?

小小迷糊虫

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发表于:2004-06-04 11:05:00
5楼
你的移动式平台的工作环境是什么环境? 承载面的尺寸是多少?是整体的还是拼装的? 对于你的这一个移动式平台的水平度自动调整系统设计方案我个人认为:采用液压伺服系统实现你的控制要求比你上述方案的可行性更高. 很愿意据此与你探讨.

老鼠杰利

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发表于:2004-06-04 12:23:00
6楼
用液压方法也可以实现,不过泄漏问题不太好解决,国产的更是严重。 你所说的2到3分,是怎么算的。平台长度多少,如果短,可能很难实现。你算算直线位移的话是多少。 PLC偶不精通,没有太多的经验。我问问同事,看有谁知道。控制卡肯定每问题的。

泥鳅

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发表于:2004-06-04 13:15:00
7楼
我有行星式齿轮减速机诶,有兴趣的话,可以去这个网站看看www.apexdyna.com,有什么问题随时愿意回答哦:)

小小迷糊虫

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发表于:2004-06-04 13:50:00
8楼
哦,还有你的平台水平倾角调整范围? 我的设想是: 采用三个〈或四个〉伺服阀控制对应的缸,活塞与平台铰接。PC解析检测的角度并发出对应的制令控制相应的阀。〈该算法较复杂,PLC似有难度〉,该系统可开环可闭环。

耪地的笨笨熊

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发表于:2004-06-05 00:25:00
9楼
移动式平台的工作环境:室外,温度适应范围从零下40度到零上50度吧!平台机电支承的承载基础为一般的坚硬地面吧! 平台结构为整体框架形式,中间部位设置基准面用于安装检测传感器,平台外廓尺寸4米x8米。平台的4个机电支承分布式安装在整体框架的四角位置。 在平台架设基础的坡度不大于5度的情况下,要求调整系统可正常工作,确保把平台的绝对水平度调整到2到3分左右(这实际上是一个设计指标,而且是绝对水平度),也就是说,调整系统的水平角调整范围决不应小于5度! 由于调整系统的水平角调整范围不小于5度,对于4米x8米规模的平台来讲,如果按对角线模式进行粗略计算,对角线上两个机电支承的调整量(也可看作是轴向直线位移吧!)之差最大可达780毫米,当然,这应该是一种比较极端恶劣的情况!

耪地的笨笨熊

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发表于:2004-06-05 00:37:00
10楼
其实,就目前来讲,我也有点倾向于机电式伺服的方案。 关于液压方案与机电方案的关系,我是想等耪完了这块地(机电方案)再到那块地(液压方案)转转!到时候肯定还得跟老师们讨教!

王仁祥

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发表于:2004-06-05 01:27:00
11楼
从设计角度讲,如果不是必需的话,“将整个平台的全部载荷由4个机电支承分担,每个机电支承的承载能力均等(同为8—12吨)。” ,将4各支撑点独立,等于自找麻烦。这个系统应该只设2个支撑点,最多3个。这样用什么撑杆方式都行,从可靠性来讲,用丝杠方式最实惠,用普通电机即可实现,传感器用现成的倾角仪就行,电动机用变频器拖动,其他就不必了。

耪地的笨笨熊

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发表于:2004-06-05 01:57:00
12楼
to "王仁祥"老师 首先,4个机电支承是必需的。 其次,4个机电支承在物理空间、安装位置上确实是独立的。但是,它们对于控制系统来讲并不是各自独立的,在调整过程中,4个机电支承的每次运动都是有直接关联的,都是按照控制系统预先解算分配的调整量进行运转的。 最后,愿闻其详。 谢谢王老师指点!

耪地的笨笨熊

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发表于:2004-06-07 06:23:00
13楼
还得拜托各位老师、专家多多帮忙指教!

老鼠杰利

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发表于:2004-06-07 13:52:00
14楼
你有没有机械结构及具体的要求,发给我看看。 还要低温电机呀!那你这套系统做起来可不便宜。

耪地的笨笨熊

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发表于:2004-06-07 21:29:00
15楼
to "鼠老师” 成本可能是有点儿高,也是迫不得已!不过老板还算可以接受。 现在具体的结构还没有,但基本的思路已经确定,正如最初所述,机电支承采用电机、减速器、撑杆丝杠三部分从上至下依次串结成柱状的结构形式:最上方是电机,电机输出轴朝下、并与朝上的减速器输入轴相连,接下来,朝下的减速器输出轴再与撑杆丝杠相连,撑杆丝杠的最下端装有承载盘,机电支承通过承载盘把平台载荷传递给基础地面。

唐僧

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发表于:2004-06-08 13:45:00
16楼
3分角,短边高度差大于3.5mm时会超差,因此传动装置定位精度应当小于1mm,变频器+编码器实现有些勉强,不考虑成本的话可以用四服,PLC有四服控制摸板。 负载不可能平均分配在4个支撑上,应当选大些,至少20%的量,如果是带载移动时更得大。 位移调整量的解算不复杂,PLC可以完成。 零下40度到50度的工作环境,你得给控制箱加一个空调,不然没法正常工作。

老鼠杰利

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发表于:2004-06-08 17:21:00
17楼
能不能画个简单的结构图给我看看,我最近正在忙学校一个4维平台的具体结构定型,没太多时间,要不我就给你画个简单的建议图了。

耪地的笨笨熊

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发表于:2004-06-08 21:23:00
18楼
谢谢各位老师的教诲!

耪地的笨笨熊

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发表于:2004-06-11 03:59:00
19楼
to "鼠老师”,wo you gei nin fa le yi feng xin !

耪地的笨笨熊

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发表于:2004-06-15 22:31:00
20楼
“鼠老师”:您好!首先感谢“鼠老师”的方案! (下边的内容前两天我发过邮件) 关于您提到的“在四个支撑点各装一个水平传感器,用来检测该点的水平度,从而决定如何调整”的建议,我想与您探讨: 1.按照我的构想配置的平台装备,与平台装联的4个机电支承的轴线与平台基面的垂直度要求并不是特别高,当然也不会极差!而且4个机电支承的轴线相互间的平行度误差要求也不是太高,实际上比较随机。 2.按照“1.”中所述,四个支撑点各自的水平度并不能真正反映平台基面的水平度,况且平台基面的平面度也不是特别好。 3.也正是由于平台基面的平面度不是特别好,所以,按照我的构想,平台水平度的调整实际上调整的是平台基面的“整个平面趋势(也可以称作平面包络吧)”的水平度。 4.为了检测平台基面的“整个平面趋势”的水平度,可以在平台的合适部位设置能代表“整个平面趋势”的基准面,我们可以通过对基准面水平度的监测达到检测平台基面水平度的目的。 5.在测得平台基面水平度的基础上,我们可以通过4个机电支承轴线与平台基面某一部位(当然也可以是基准面中心)在水平两方向的位置关系,由控制系统解算分配每个机电支承的调整量、决定如何调整。 6.“鼠老师”如何看待我的上述构想?此时传感器在系统中应如何布设?应选择什莫类型的传感器? 十分感谢!!!

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