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国家自然科学基金资助项目“基于浮力测量的三维实体非接触自动测量与重构算法”的课题研究中,三维物体测量设备控制系统的研究设计是重要的组成部分。本文在课题组前期研究成果的基础上,分析测量设备控制系统的功能需求,研究、设计了完整的控制系统,实现了三维物体轮廓测量所需的各项功能。 控制系统主要由VB编辑的人机监控软件与PLC控制器组成。通过多界面的监控软件设计和数据库应用,人机监控软件具有如下功能:系统的实时监控,自动、半自动测量控制,浮力测量数据的自动采集、处理存储和显示,故障报警的显示、查询和报表输出等功能。故障详细信息查询帮助功能是软件的一个特色。通过PLC控制,实现了测量设备的各种操作和交流伺服测量平台的精密位置控制。各控制功能实现方法的分析,给出的控制流程图和部分核心程序段,为其他同类型的软件开发、研究提供了借鉴和参考。 根据PLC控制的交流伺服混合闭环位置控制的特点,重点研究了伺服系统的主要参数对定位控制响应的影响,安川伺服单元在位置控制模式下的结构特点,主要控制参数和参数的整定方法。深入分析了影响定位精度的因素,提出了补偿方法。 选用高性价比的永宏Fbs-20MN微型PLC,设计了控制系统的硬件电路,研制了完整的硬件系统。 通过控制系统的整体调试、伺服控制参数的优化、定位精度的校验以及试验性测量运行结果和测量运行时间的分析,证明控制系统运行稳定、测量速度快,平台定位精度达到了±5μm。