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一种滑触线集电器机械操作性能的自动检测装置( 二 )


1）驱动模块
驱动模块由伺服控制器、伺服电机和减速器组成 。 定位时间短 ， 可精确完成对电动机速度控制、位置控制和转矩控制 。 本装置采用了MS1系列的伺服电机 ， 额定功率为400W ， 额定转速为3000r/min ， 转矩为1.27N?m 。
一种滑触线集电器机械操作性能的自动检测装置
本文插图

图2 整体构架及硬件布置图
2）传动模块
传动模块采用全封闭型同步带电动模组 ， 传动效率高 ， 运动速度快 ， 长距离传动时稳定可靠 。 本装置的模组行程为3.1m ， 节距为162mm ， 重复定位精度为0.05mm ， 最大传动速度为1.6m/s 。
3）限位保护模块
限位保护模块采用光电传感器 ， 分辨率高 ， 响应速度快 。 本装置的光电传感器检测宽度为5mm（卡槽） ， 输出方式为PNP NO/NC 。
2 软件设计
2.1 触摸屏控制系统的设计
根据硬件部分的设计结果 ， 可以制定触摸屏控制系统部分 ， 总体流程如下：①根据滑触线的安装方式确定运行模式（包括水平、垂直方向）；②将伺服回零定位 ， 进行检测运行参数设置（包括距离、速度等）；③选择自动或手动执行方式并执行相应的程序 。 触摸屏控制系统的整体框架如图3所示 。 系统包含了模式选择、伺服回零、参数设置、操作方式选择等4个主要功能模块 。
根据图3所示的触摸屏控制系统框架图 ， 设计了触摸屏控制部分的整体操作界面 ， 如图4所示 。 在图4中可见 ， 在主界面有运行模式和操作方法的选择 ， 有启动/停止按键以及实时数据、运行状态的显示 ， 还有手动操作界面、参数设置界面和显示各控制点执行动作状态的拓展界面 ， 实现了装置软件的操作功能合理的整合和分类 。 所有这些功能操作均能在触摸屏上实现 。
一种滑触线集电器机械操作性能的自动检测装置
本文插图

图3 触摸屏控制系统的整体框架图

一种滑触线集电器机械操作性能的自动检测装置
本文插图

图4 触摸屏控制部分的整体操作界面
2.2 PLC控制程序的设计
结合标准对滑触线集电器的检测要求和前文所述硬件以及触摸屏控制系统的设计结果 ， 设计了PLC自动控制程序流程图 ， 如图5所示 。 控制程序分为水平状态和垂直状态 ， 控制程序总体可被划分为开始、运行和暂停/结束3个阶段 。 在运行阶段 ， 除了滑动方向外 ， 其余的整体控制程序流程基本一致；在开始阶段 ， 除了检测安装平台是否到位外 ， 两个状态的控制流程恰好是相反的；而在结束或暂停阶段 ， 控制流程是基本一致的 。
一种滑触线集电器机械操作性能的自动检测装置
本文插图

图5 PLC自动控制程序流程图
按照以上设计结果 ， 搭建了滑触线集电器机械操作性能检测装置 ， 已在水平、垂直方向分别进行了几千次运行 ， 该装置展现出了良好的检测性能 。 此外 ， 还考虑配置了各阶段的手动操作功能 ， 用于自动循环检测前的安装调试 。
3 结论
【一种滑触线集电器机械操作性能的自动检测装置】为了更好地考核滑触线集电器的稳定和耐磨等性能 ， 本文设计了一种全自动的性能检测装置 。 在框架和流程设计中 ， 分别对软、硬件及控制程序进行了详细分析：在硬件方面 ， 采用高性能的伺服电机、同步带电动模组、光电传感器等作为核心部件；在软件方面 ， 配合触摸屏设计了友好的人机交互操作界面 ， 并将软件功能在界面上进行了合理的归类和整合；在控制方面 ， 采用扩展性及可靠性良好的PLC ， 实现了对装置的整体控制 。


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