一种集成PLC、视觉或力反馈的一体化执行机构的制作方法

一种集成plc、视觉或力反馈的一体化执行机构
技术领域
1.本实用新型涉及执行机构技术领域，具体为一种集成plc、视觉或力反馈的一体化执行机构。


背景技术：

2.现有的主控上位机、伺服驱动器、电机和执行机构之间相互独立，伺服驱动器不支持plc(可编程逻辑单元)、视觉传感或力反馈。一般主控上位机支持plc(可编程逻辑单元)、视觉传感或力反馈，主控上位机通过命令控制伺服驱动器，伺服驱动器通过电气线缆驱动电机，电机通过机械结构驱动执行机构。
3.这种方案需要主控上位机配合，成本较高，网络传输的实时性较低，尤其是实时数据量比较大，影响了逻辑控制的实时性，位置跟踪和力控制的精度。在工业生产中，多数的运动轨迹是固定的，并没有必要由上位机实时给定位置，只需要通过调试工具预先设计好位置和逻辑，通过外部io信号触发实现不同位置给定，并通过视觉传感或力反馈实时修正位置跟踪和力控精度即可。这种方案伺服控制器和伺服电机之间的驱动信号和编码器信号线缆长度大、易破损、故障高、连接不方便，且电机驱动信号通过很长的线缆传输，成本高，伺服系统的性能降低，emc增大，系统性能，为此我们提出一种集成plc、视觉或力反馈的一体化执行机构。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种集成plc、视觉或力反馈的一体化执行机构，保证客户不再需要通过外部线缆实现伺服控制器和伺服电机的连接，降低了成本，提高了伺服系统性能，增大了安全性、可靠性、易用性等优点，解决了目前伺服控制器和伺服电机之间的驱动信号和编码器信号线缆长度大、易破损、故障高、连接不方便，且电机驱动信号通过很长的线缆传输，成本高，伺服系统的性能降低，emc增大的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种集成plc、视觉或力反馈的一体化执行机构，包括一体化执行机构，所述一体化执行机构包括有执行器、编码器、电机和伺服驱动器，所述执行器用于机械传动，且执行器包括不限于减速器、丝杆和电磁阀，所述伺服驱动器包括电机驱动模块、模拟传感模块和控制器，所述控制器用于接收调试器位置和逻辑设定、外部io信号触发、接收视觉传感和力反馈、进行运动控制，实现编码器通信、伺服电机的控制和驱动，所述控制器和力反馈通过外部线缆连接，且所述力反馈用于实时反馈力的信息；
6.所述控制器的输入端作用有调试器，所述调试器用于实现位置、速度、力矩和逻辑设定，并下发给伺服控制器，所述控制器输出端作用有电机驱动模块，所述控制器和视觉传感通过外部线缆连接，且所述视觉传感用于实时反馈位置的信息，所述控制器和力反馈通过外部线缆连接，所述力反馈用于实时反馈力的信息，且所述控制器的视觉传感和力反馈可以同时或者单纯存在。
7.优选的，所述控制器包括有运动调试模块、运动控制模块、视觉位置反馈控制模块、力反馈控制模块、plc控制模块、编码器通信模块和电机控制模块。
8.优选的，所述运动控制模块通过位置调节器、速度调节器和电流调节器作用在电机控制模块的输入端，所述视觉位置反馈控制模块通过位置反馈作用在位置调节器的输入端，所述力反馈控制模块通过力反馈作用在电流调节器的输入端。
9.优选的，所述电机输出端作用在编码器的输入端，且所述编码器作用于电机位置信号的回馈，所述编码器的输出端作用在执行器的输入端，所述执行器的输出端作用在控制器的输入端，所述编码器回馈的电机位置信号，作用于位置调节器的输入端和电机控制模块的输入端，进一步作为速度反馈的输入端，通过速度反馈作用在速度调节器的输入端。
10.优选的，所述控制器和调试器之间通过线缆连接，且所述调试器仅在调试状态下使用。
11.优选的，所述伺服控制器通过外部线缆连接有外部io信号，且所述外部io信号用于触发实现不同位置、速度、力矩给定和逻辑切换。
12.优选的，所述伺服控制器通过外部线缆连接有视觉传感，且所述视觉传感用于实时反馈位置的信息，所述控制器通过外部线缆连接有电源。
13.优选的，所述伺服控制器和伺服电机之间通过内部线缆连接。
14.优选的，所述伺服控制器和编码器之间通过内部部线缆连接，所述伺服电机、编码器和执行器之间通过轴承连接。
15.与现有技术相比，本实用新型提供了一种集成plc、视觉或力反馈的一体化执行机构，具备以下有益效果：
16.该集成plc、视觉或力反馈的一体化执行机构，通过集成plc、视觉传感或力反馈的一体化执行机构设计，客户不再需要上位控制器，通过调试工具实现位置、速度、力矩和逻辑设定，通过外部i0信号触发实现不同位置、速度、力矩给定和逻辑切换，并通过视觉传感或力反馈实时修正位置跟踪和力控精度，客户不再需要通过外部线缆实现伺服控制器和伺服电机的连接，降低了成本，提高了伺服系统性能，增大了安全性、可靠性、易用性。
附图说明
17.图1为本实用新型系统结构框图。
具体实施方式
18.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
19.请参阅图1，一种集成plc、视觉或力反馈的一体化执行机构，包括一体化执行机构，一体化执行机构包括有执行器、编码器、电机和伺服驱动器，执行器用于机械传动，且执行器包括不限于减速器、丝杆和电磁阀，伺服驱动器包括电机驱动模块、模拟传感模块和控制器，控制器用于接收调试器位置和逻辑设定、外部io信号触发、接收视觉传感和力反馈、进行运动控制，实现编码器通信、伺服电机的控制和驱动，控制器和力反馈通过外部线缆连
接，且力反馈用于实时反馈力的信息；
20.控制器的输入端作用有调试器，调试器用于实现位置、速度、力矩和逻辑设定，并下发给伺服控制器，控制器输出端作用有电机驱动模块，控制器和视觉传感通过外部线缆连接，且视觉传感用于实时反馈位置的信息，控制器和力反馈通过外部线缆连接，力反馈用于实时反馈力的信息，且控制器的视觉传感和力反馈可以同时或者单纯存在。
21.该集成plc、视觉或力反馈的一体化执行机构，保证客户不再需要通过外部线缆实现伺服控制器和伺服电机的连接，降低了成本，提高了伺服系统性能，增大了安全性、可靠性、易用性。
22.控制器包括有运动调试模块、运动控制模块、视觉位置反馈控制模块、力反馈控制模块、plc控制模块、编码器通信模块和电机控制模块；运动控制模块通过位置调节器、速度调节器和电流调节器作用在电机控制模块的输入端，视觉位置反馈控制模块通过位置反馈作用在位置调节器的输入端，力反馈控制模块通过力反馈作用在电流调节器的输入端；电机输出端作用在编码器的输入端，且编码器作用于电机位置信号的回馈，编码器的输出端作用在执行器的输入端，执行器的输出端作用在控制器的输入端，编码器回馈的电机位置信号，作用于位置调节器的输入端和电机控制模块的输入端，进一步作为速度反馈的输入端，通过速度反馈作用在速度调节器的输入端；控制器和调试器之间通过线缆连接，且调试器仅在调试状态下使用；伺服控制器通过外部线缆连接有外部io信号，且外部io信号用于触发实现不同位置、速度、力矩给定和逻辑切换；伺服控制器通过外部线缆连接有视觉传感，且视觉传感用于实时反馈位置的信息，控制器通过外部线缆连接有电源；伺服控制器和伺服电机之间通过内部线缆连接；伺服控制器和编码器之间通过内部部线缆连接，所述伺服电机、编码器和执行器之间通过轴承连接。
23.工作时，首先电源输入为伺服驱动器进行提供电量，同时利用视觉、力传感和io使得控制器完成相应的操作使用，且在控制器在运转的过程中经运动调试模块、运动控制模块、视觉位置反馈控制模块、力反馈控制模块、plc控制模块、编码器通信模块和电机控制模板完成相应的功能驱动,且运动控制模块采用单一的发送运动控制、位置调节和速度调节指令，然后控制器经电机驱动模块将其控制信息输送至电机，再经编码器和执行器完成一体化执行机构的操作，从而实现伺服系统的使用。
24.综上，不再需要上位控制器，通过调试工具实现位置、速度、力矩和逻辑设定，通过外部i0信号触发实现不同位置、速度、力矩给定和逻辑切换，节省了上位控制器和线缆，降低了成本，并通过视觉传感或力反馈实时修正位置跟踪和力控精度。客户不再需要通过外部线缆实现伺服控制器和伺服电机的连接，伺服系统的外部线缆大大节约，降低了系统成本。同时线缆的节省，减小了寄生电感和电阻对伺服系统的影响，提高了伺服系统性能；减小了线缆破损带来的安全性、可靠性问题，线缆安装不方便带来的易用性问题，增大了伺服系统的安全性、可靠性、易用性。
25.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。