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基于PMAC的行波管夹持杆电阻测试控制系统设计
口杨旭东□徐海寧
西北工业大学机电学院西安710072
摘要:针对应用于行波管夹持杆电阻测试控制系统,提出了一种基于上位机和PMAC可编程运动控制器的行波管
夹持杆电阻测试控制系统的设计方法。根据工作任务的控制要求和特点,详细叙述了行波管夹持杆电風测试控制系统的
整体框架以及硬件模块、软件模块的实现过桯。生产试验结果表明,该系统能够极大提高行波营夹持杆电阻测试精度和检
测效率,获得了满意的控制效果。
关键词:PMAC行波管夹持杆电阻测试控制系统
中图分类号:TH165;TP391.7
文献标识码:A
文章编号:1000-4998(2014)02-0066-05
螺旋线行波管是一种宽频带、髙增益的功率放大阻测试精度进行检验。
器件,应用于卫星通信系统、雷达系统和电子对抗系
统等场合。高精度行波管夹持杆电阻测试系统是用
系统的控制要求
来测试行波管夹持杆电阻的自动化设备,夹持杆是行
行波管夹持杄电阻测试系统将不同规格的行波
波管的重要组成部分,为了保证行波管质量,在生产管介质夹持杆,按照规定的测试距离和间隔距离,分
夹持杆时,产品检测是重要的环节,必须对大量的夹段定量通过測试探针进行电阻测量,判断夹持杆合格
持杆进行测试以生产出高质量的管子2。目前,国内行与否。同时采集行波管介质夹持杆的电阻测试数据,
波管生产企业都采用手工测试,由人工观察和记录数进行处理和存储。其机械结构示意如图1所示。
据,劳动强度大,生产效率低,測量精度不理想,容易
行波管夹持杆电阻测试系统主要由基座、底座
出错,无法满足夹持杆电阻测量精度要求,因此,研究纵向移动台、垂直移动台、测头组件、夹具、横向移动
开发出·一套稳定可靠、控制精度高、运行速度快的高台等机构组成。其中横向移动台(X方向)、纵向移动台
精度行波管夹持杆电阻测试系统具有重要意义。
(Y方向)、垂直移动台(2方向)结构相同,其进给机构
基于PC机+可编程运动控制器的开放式数控系都是采用滚珠丝杠副传动,带动工作台沿导轨前后运
统,具有良好的软硬件重枃特性,运动轨迹控制精确,动。测量时,将横向移动台、纵向移动台、垂直移动台
已成为数控技术的发展溯流別。笔者结合行波管夹持移动到工作原点;将被测工件对应的夹具安装在横向
杆电阻测试系统研制项目的实施,以开放式数控系统移动台上,再将工件定位夹紧;在界面上设置测试时
为主框架设计控制系统,并通过生产实验对行波管电间和间隔距离,手动操作测头组件来调节两测量探针
收稿日期:2013年9月
的距离至指定距离;当探针与夹持杆接触时会在夹持
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簧变形尺寸H。当指针2的B边移动到刻线2时,杆顶1-1和刻线1-2之间就为合格,否则为不合格。
点C的位骨就是板簧变形H尺寸的位置
5结束语
4使用方法
小板簧弹力检测装置在生产实践中得到了验证,
将被检零件放在托板上并用定位销定位、挡销固测力精度完全符合要求,结构简单,动作可靠,操作上
定,用手扳动手柄向E箭头方向转动,在转销和螺杄?既方便又快捷,此装置能取代弹簧測力机等高端设备
部件的作用下,滑块会向右移动并带动杆以及指针1深受使用者的认可。由于此检测装置采用的是人工操
和指针2向右移动,当杆顶点C与板簧接触,继续扳作,因此只适合小板簧的检测。
动手树使板簧发生弹性变形,在板簧蝉性力的作用下
参老文献
杆相对滑块向左移动,滑块向右移动到指针2的B边『1]徐灏机械设计手册IM].北京:机械工业出版社,200.
与刻线2重合的位置时,手柄停止转动,在弹簧作用下「2]张子明一种板簧弹力检测装置「P].中国专利
杆达到平衡,这时指针1的D边所处的位置就是板簧
CN202267553U,2012-06-06.
在变形互尺寸的弹力值,如指针1的D边在刻线
(编辑丁罡)
620142
机械制造52卷第s94期Nラ
t
纵向移动台
垂直移动台
直线光栅尺
横向移
作人员
?x轴伺服駅动器?x轴电机
编码器
测头组件
工
运
夹具
搭F→箱服动シス轴电机
纵向移
基座
机
动
制
卡
编码器
上位机
轴伺服驱动器
垂直移
Z轴电机
动台
编码器
下位机
横向移动台
▲图2控制系统硬件结构原理图
▲图1行波管夹持杆电阻测试系统机械结构示意图
制计算机,这一级利用友好的人机界面可以进行参数
杆表面产生压痕,需要目视观察压痕的深度,手动操作设置、操作指令输人、过程控制、文件管理、实时监控与
测头组件调节至合适为止;启动测试,完成电阻测量,控制等操作。计算机通过 Ethernet接口将信息数据发
实现测试数据实时显示和存储。行波管夹持杆电阻测送给下一级控制器。
试控制系统应满足如下控制要求
第二级是采用美国 DELTA TAU公司的 Turbo
1)整机操作控制系统具有手动和自动两种操作PMAC多轴运动控制器,完成位置运动控制算法和控
方式,具有报警、过载保护、手劲操作控制等功能。
制量的给定工作,实现伺服电机的驱动和控制。PMAC
2)可以方便实现工艺参数的设置,不同规格的夹卡通过轴控制输出接口与X、Y、Z三轴的交流伺服电
持杆配有相应的夹具,测量的时候可以在界面上设置机驱动器相连,驱动器又分别与各对应轴的伺服电机
测试距离和间隔距离,可以手动调节两测量探针的距连接,控制器发送模拟量控制信号控制伺服电机的运
离,分段定量测量电阻。
转。其中Y、Z两个轴电机采用半闭环控制方式,电机
3)横向移动台定位精度为5m,重复定位精度尾部的编码器与驱动器构建速度环,PMAC采集由驱
为3um,要求运动控制系统有很高的动态、稳态精度
动器分频的位置反馈信号构建位置环,从而构成了双
运行平稳,跟随误差小。
环反馈控制系统。为提高X轴进给平台的运动控制精
1)电阻测量范闱为10~10000,测试完成之后程度,采用光栅尺作为测量反馈元件,速度环与位置环共
序处理自动生成并存储测量结果,并且在运行过程中用直线光栅位置反馈信号,构成全闭环控制系统。
实时显示测试电阻,方便观察
PMAC可以通过串口、并口、双端口RAM和以太
网方式与上位机进行通信,亡提供了 Windows平台下
2控制系统硬件设计与实现
的驱动程序 Pcomm32.dl,可以在如 LABVIEW,VC++,
系统结构及工作原理
VB等程环境下调用这些动态链接库,实现上位机对
为满足行波管夹持杆电阻测试系统的功能要求,PMAC卡的控制?。
该系统采用基于上、下位机的开放式数控系统,主要由2.2伺服系统调试
工业控制计算机(IPC)与多轴运动控制器(PMAC)组
PMAC是行波管夹持杆电阻测试控制系统的核
成,再配有交流伺服电机、何服驱动器、编码器、光栅尺
它控制着交流伺服电机、伺服驱动器、张力控制单
和光电开关等,控制系统硬件结构原理如图2所示。
元及光电开关等元件的工作。系统硬件搭建完成后,需
PMAC是一个高性