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出药升降机是自动化药房出药系统中完成处方中盒装药品调配、取出和发送的关键运动部件,其运行速度和重复精度的高低直接影响到自动化药房的处;理能力和可靠性。针对系统的实际设计要求,我们在机械传动上采用垂直简支升降、双交流伺服电机同步驱动的方式,在电气控制上采用可编程运动控;制器PMAC控制双交流伺服驱动器,使出药升降机双电机具有良好的同步动态特性,不仅大大提高了出药升降机的运行速度和位置精度,而且明显提;高了系统的抗干扰能力,保证了系统的可靠运行1出药升降机垂直简支升降传动原理系统中盒装药品储存的仓库为矩阵式立体储药库,药品按照使用频;率的不同和外形尺寸的不同分布在储药库不同的层和列,出药升降机挂在两根直线运动单元上,构成简支梁结构,通过垂直升降运动定位在储药层位置;后,完成药品的调配和取出。升降机机械主体材质为铝材???具有柔性特点,为其传动机构示意图。升降机由两个交流伺服电机驱动沿y轴上下往复运动;,由于出药升降机跨度大重量大运行速度要求高、位置重复精度要求高,故采用双伺服电机同步驱动的方式2同步控制方案讨论及确定出药升降机双伺;服电机的同步控制主要有3种方案,即并联式同步控制、串联式同步控制和位置跟随式同步控制。21并联式同步控制结构原理当双伺服电机需要同步;控制时,最直接的控制方法是同时给双电机输入相同的路径指令,如所示,此控制结构被称为并联式同步控制结构由于其各轴的运动回路采用相互独立;的设计,两伺服电机间不存在任何交互关系,当任一电机受未知干扰影响其输出时,则无法保证双电机之间的同步性能,因此只适用于无或弱机械结构;耦合的同步控制中。对于强机械耦合的结构,若是双电机在任意时刻产生位置不同步现象,极有可能造成机械结构的损害第一伺服第一伺服电机光电编;码器电机驱动器1电机驱s动器第岭第二伺服电机光器并联式同步控制结构框2串联式同步控制结构原理如所示,串联式结构也是同步控制的一种传统;结构串联式控制结构利用各轴频宽的差异,将两伺服3. 2提高系统同步控制精度的几点措施电机分为主动电机和从动电机将主动电机的位置输出在;升降机双电机同步运行系统中,影响系统同步作为从动电机的位置输入,根据各轴机械和伺服频宽的运行性能的因素主要来自两方面。其一就是在相对;独2 3位置跟随式同步控制原理位置跟随是PMAC多轴运动控制器自带的一种控制方法,通过它可以协调其控制下的多个轴的运动。将主动电机的;编码器信号送入PMAC的编码器,从动电机被告知该编码器寄存器是主寄存器,通过设置跟随使能(1x06)与合适的跟随比(1x071x08;),从动电机便可跟随主动电机,达到同步控制11但此控制方法难以实现两电机的速度同步,出现从动电机速度滞后主动电机速度的现象。在实际应;用中,考虑到升降机机械结构的柔性特点以及系统应用环境干扰源相对较少等,我们采用了并联式同步控制方式,并采取了一些措施以提高系统的抗干;扰能力和同步控制精度3出药升降机的电气同步控制3.1电气控制系统构成系统采用工控机作为上位机,采用PMAC2-PC104四轴运动控制;器作为下位控制器,伺服电机采用日本富士交流伺服系统,控制模式采用速度伺服模式系统上、下位机通过ISA总线进行通讯,程序调用指令和控制;参数由上位机给定,下位机执行运动程序,给出两通道模拟信号指令,控制伺服电机同步运行。于DSP的可编程四轴运动控制器,它具有响应速度快;、精度高、开发周期短、编程和操作简单的特点,能够对存储在它内部的程序进行单独计算,执行运动程序、PLC程序,进行伺服环更新,并以串口;、总线两种方式与主计算机进行通讯。而且它还可以自动对任务进行优先级判断,从而进行实时的多任务处理这使得它在处理时间和任务切换这两方面;大大减轻了主机和编程器的负担,提高了整个系统的运行速度和控立的两个电机运行回路中,电机各自受到的扰动,从而导致其伺服性能下降,影响同;步运行的性能;其二就是两电机之间存在机械耦合,而两个电机的运动又不能达到绝对的完全同步,因此产生一个电机对另一个电机的影响。针对这两;方面因素,我们采取了一些措施来克服它们的影响,提高了系统的同步运行性能。1伺服电机驱动器13伺服电机lfl光电编码器2伺服电机驱动器;司服电机2光电编码器出药升降机电控系统构成3.2.1线性插补运动模式在同步运动中的应用线性插补是一般运动控制器具有的基本功能和实现高;精度控制的基本手段在升降机双电机的同步控制中,我们应用PMAC控制器具有的线性插补运动模式指令LINEAR,使双电机按照451斜线轨;迹进行线性插补运动,并将双电机的同步位置误差作为偏差给定,通过控制器再返回各电机的指令通道以补偿误差,从而保证了系统的同步性能,大大;提高了升降机的位置重复精度3.2.2电机跟随误差极限的设定电机跟随误差极限包括致命跟随误差极限和警告跟随误差极
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