基于 ACR9000的行波管螺旋线绕制机控制系统设计.pdf

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1、数控加工技术现代制造工程（ＭｏｄｅｒｎＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）２０１３年第１０期基于ACR９０００的行波管螺旋线绕制机控制系统设计杨旭东，戴广永，孙晓朋，王俊，徐海亭（西北工业大学机电学院，西安７１００７２）摘要：针对应用于行波管螺旋慢波结构绕制的螺旋线绕制系统，提出了一种基于上位机和ＡＣＲ９０００可编程运动控制器的行波管螺旋线绕制机控制系统的设计方法。根据工作任务的控制要求和特点，详细叙述了螺旋线绕制机控制系统的整体框架以及硬件模块、软件模块的实现过程。生产试验结果表明，该

2、系统能够极大地提高行波管螺旋慢波线的螺距绕制精度和生产效率，获得了满意的控制效果。关键词：ＡＣＲ９０００可编程运动控制器；行波管螺旋线绕制；交流伺服；控制系统中图分类号：ＴＰ２３　文献标志码：Ａ文章编号：１６７１—３１３３（２０１３）１０—００５１—０５DesignofTWThelixwindingmachinecontrolsystembasedonACR9000ＹａｎｇＸｕｄｏｎｇ，ＤａｉＧｕａｎｇｙｏｎｇ，ＳｕｎＸｉａｏｐｅｎｇ，ＷａｎｇＪｕｎ，ＸｕＨａｉｔｉｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉ

3、ｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００７２，Ｃｈｉｎａ）Abstract：ＡｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｏｆＴＷＴｈｅｌｉｘｗｉｎｄｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｗａｓｆｏｒｗａｒｄｅｄｂａｓｅｄｏｎｕｐｐｅｒｃｏｍｐｕｔｅｒａｎｄｔｈｅＡＣＲ９０００ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅｍｏｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ．ＴｈｅＴＷＴｈｅｌｉｘｗｉｎｄｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｓｙｓｔｅｍｃａｎｗｉｎｄｔｈｅｈｅｌｉｘｓｌｏｗｗ

4、ａｖｅｌｉｎｅｏｆｔｒａｖｅｌｌｉｎｇｗａｖｅｔｕｂｅ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｆｒａｍｅｗｏｒｋ，ｈａｒｄｗａｒｅｍｏｄｕｌｅａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅｍｏｄｕｌｅｗｅｒｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄｉｎｄｅｔａｉｌａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｔａｓｋ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｔｅｓｔｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｉｓｓｙｓｔｅｍｃａｎｉｍｍｅｎｓｅｌｙｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｐｉｔｃｈａｃｃｕｒａｃｙａｎｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎ

5、ｃｙｏｆｔｈｅｈｅｌｉｘｓｌｏｗｗａｖｅｌｉｎｅ，ａｎｄｈａｖｅａｓａｔｉｓｆｉｅｄｃｏｎｔｒｏｌｅｆｆｅｃｔ．Keywords：ＡＣＲ９０００；ＴＷＴｈｅｌｉｘｗｉｎｄｉｎｇ；ＡＣｓｅｒｖｏ；ｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ框架来设计绕制机控制系统，并通过生产试验对设备０　引言加工精度进行检验。螺旋线行波管是一种宽频带、高增益的功率放大１　行波管螺旋线绕制机的控制要求器件，它被应用于卫星通信系统、雷达系统和电子对［１］抗系统等众多的场合。螺旋线绕制机是用来生产螺旋线绕制机根据制品工艺的需要，按照所要求行波

6、管内螺旋慢波线的专用自动化设备，慢波线尺寸的绕制规律，以特定的机械运动，将缠绕材料连续地精度的高低直接影响螺旋线行波管的质量和性能。缠绕在芯杆表面。螺旋线绕制成形过程是将芯杆两提高螺旋线的螺距精度、绕制均匀可变的螺距是当前端由伺服电动机同步驱动旋转，同时带材紧贴芯杆沿螺旋线绕制机系统的研制重点。通常以螺旋线螺距芯轴方向做直线进给运动，使带材在一定张紧力的作误差的大小来衡量螺距精度的高低。目前，在使用的用下发生变形，缠绕在芯杆上，最终获得所要求的螺各种螺旋线绕制机中，有最早的手工绕线、机械式自旋线。其机

7、械结构示意图如图１所示。［２］动绕线和机电一体化控制形式的绕制机，这些加工螺旋线绕制机主要由主轴旋转、纵轴进给、导丝、方式均无法满足逐步提高的螺旋线精度要求，因此，张紧、放线和制动等机构组成。其中，主轴旋转机构研制一套效率和加工精度更高的螺旋线绕制机系统包括定主轴（X轴）和可沿导轨移动的动主轴（Y轴），具有重要意义。纵轴（即进给轴，简称Z轴）进给机构采用滚珠丝杠副基于ＰＣ机＋可编程运动控制器的开放式数控系传动机构带动工作台沿导轨前后运动。绕制时，首先统，具有良好的软硬件重构特性，运动轨迹控制精确，利用

8、主轴旋转机构中的弹簧夹头将芯杆的两端夹紧［３］已成为数控技术的发展潮流。本文结合行波管螺并拉直，制动机构将动主轴制动锁紧，然后将线盘上旋线绕制机研制项目的实施，以开放式数控系统为主带材的一端穿过张紧机构、导丝机构固定在芯杆的前１５　２０１３年第１０期现代制造工程（ＭｏｄｅｒｎＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）端孔上，启动主轴和纵轴电动机，按照设定的参数程控制信号，控制伺服电动机的运转。将伺服电动机工序进行螺旋线的绕制。作在速度控制模式下，