本項(xiàng)目使用的是TecPlat Stewart六自由度并聯(lián)平臺(tái),平臺(tái)擁有完整的空間六自由度運(yùn)動(dòng)能力,平臺(tái)整體包括上平臺(tái)和下平臺(tái)框架,中間分別通過六個(gè)鉸接點(diǎn)與六個(gè)電缸連接,鉸接點(diǎn)在結(jié)構(gòu)上特別做了加固處理,擁有更好的安全性。而電缸的伸長(zhǎng)與收縮使用交流伺服電機(jī)來驅(qū)動(dòng),相比于其他動(dòng)力源,交流伺服電機(jī)擁有響應(yīng)速度快,控制精度高,噪音小,扭矩大等特點(diǎn),有著更好的還原效果。六臺(tái)交流伺服驅(qū)動(dòng)器與主站之間采用EtherCAT總線進(jìn)行通信,相比于傳統(tǒng)的脈沖式驅(qū)動(dòng)器,EtherCAT不存在脈沖丟步的問題, 控制精度更高,而且接線簡(jiǎn)單,故障率低,是自動(dòng)化通信未來的趨勢(shì)。
控制系統(tǒng)采用了EtherCAT總線的“PC+ Beckhoff德國倍福+TecBox運(yùn)動(dòng)控制器”的控制方案,倍福的TwinCAT3主站內(nèi)置了 Windows7E嵌入式專業(yè)版操作系統(tǒng),兼容絕大多數(shù)Windows桌面應(yīng)用,主站還配備一個(gè)USB2 0接口和一個(gè)USB3 0接口,可以外界鼠標(biāo)和鍵盤,顯示器可以通過DP接口連接主站,操作時(shí),可以通過人機(jī)界面對(duì)平臺(tái)動(dòng)作進(jìn)行控制和監(jiān)控,其中,人機(jī)界面包括了參數(shù)設(shè)定和相應(yīng)的啟動(dòng)停止和暫停按鈕,以及動(dòng)作進(jìn)度的顯示區(qū)域。
針對(duì)六自由度平臺(tái),采用了TecBox基 于PC理念的Beckhoff運(yùn)動(dòng)控制器,在TwinCAT的實(shí)時(shí)環(huán)境 下進(jìn)行下位機(jī)的程序開發(fā),其功能主要包括平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)與平臺(tái)的故障檢測(cè),并提供平臺(tái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息,運(yùn)動(dòng)控制器通過EtherCAT總線發(fā)送控制指令和讀取各伺服驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)行狀態(tài)。
六自由度平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)主要由以下設(shè)備組成: TecBox運(yùn)動(dòng)控制器、伺服驅(qū)動(dòng)器、1/O模塊和限位開關(guān)等其他附件。