雙工位數(shù)控焊接機(jī)床控制系統(tǒng)及其軟硬件設(shè)計(jì)word版

雙工位數(shù)控焊接機(jī)床控制系統(tǒng)及其軟硬件設(shè)計(jì)I.設(shè)H的控制系統(tǒng)應(yīng)該具杓門動(dòng)?1L手動(dòng)調(diào)試、參數(shù)設(shè)定、狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān):控、故障報(bào)瞥等功能.2,機(jī)床應(yīng)該具行示教功能通過示教，可以得到各種類型的汽車后橋焊按加T工藝過程參數(shù).3,在什動(dòng)焊接加工過程中,如果束些工藝或者機(jī)床參數(shù)需豎修改，可以按F"持操作盒［圖4.1）上的暫停按鈕，切換I：作模式遜仃參數(shù)附整，并將調(diào)整好的參數(shù)保存到L位機(jī),再切換T作模式到打動(dòng),接下來的焊接加T就是以調(diào)?整后的焊接參數(shù)進(jìn)行焊接O國4.IF擰操作盒4?點(diǎn)焊功能根據(jù)加工工藝需要，有些加工件是須先手動(dòng)點(diǎn)焊固定，然后再進(jìn)行力動(dòng)焊接加T,5,擺寬擺速調(diào)節(jié)功能在車橋的焊接加工中.如果焊縫的寬度及擺動(dòng)速度不滿足焊接要求，則需要通過該功能來進(jìn)行現(xiàn)場加工調(diào)整.6、狀態(tài)生用監(jiān)控功能控制系統(tǒng)通過人機(jī)界面對焊接過程中冬個(gè)限位開關(guān)、卜:軸轉(zhuǎn)速及旋轉(zhuǎn)角度、Y向及Z向坐標(biāo)進(jìn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控和顯示?以便廣「作人員工焊接狀態(tài)仃個(gè)直觀的了解,7.機(jī)床內(nèi)部控制程序具有可選擇性和可調(diào)性,以便適應(yīng)不同汽車后橋的焊接生產(chǎn)，而不是將工上參數(shù)逐一詞整，簡單力便彳該焊接機(jī)床的電踹（圖4.2）主要由主電路和控制電路組成』I-電路是由財(cái)斷器、4個(gè)交流接觸器、4個(gè)變壓器、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng).主軸冷卻電機(jī)及變頻調(diào)上制動(dòng)“II異步電機(jī)組成*當(dāng)打開庵包開關(guān)S,KM閉含,經(jīng)TC變壓器將要0的電樂轉(zhuǎn)變成線電壓為200Y為伺服系統(tǒng)供電；控制電路由一些線圈、繼電器撲關(guān)、電源及二極管等組成,主要是負(fù)貞?控制機(jī)床強(qiáng)電和為CNC系統(tǒng)提供電源用；M!S÷lE事■Ie■tM5手五也年?-?-5主電路設(shè)計(jì)IIJ-I:要號(hào)虐伺服電機(jī).!■：軸電機(jī).冷卻風(fēng)機(jī)、氣缸運(yùn)動(dòng)等,除此之外,還要考慮到電路的短路、火電壓、強(qiáng)弱電『涉等各種保護(hù)環(huán)節(jié)及照明、檢修線路.在主電路中，利用旋鈕開關(guān)做作機(jī)床系統(tǒng)總供電開關(guān)，使用施耐德交流接觸耦來控制電睇的通斷,為了保護(hù)電源線路,沒置了與電源容占相匹配l'l?J斷路器用來作為過電流保護(hù)裝置0控制電路設(shè)M控制電路主要是考慮如何使電機(jī)或其他執(zhí)行件按照指定的速度、位置來運(yùn)動(dòng)，設(shè)計(jì)步驟是根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械對電氣控制電路的要求，首先是設(shè)計(jì)出各個(gè)獨(dú)立環(huán)節(jié)的控制電路,然后根據(jù)各個(gè)控制環(huán)節(jié)之間的相互制豹關(guān)系,進(jìn)一步擬定連鎮(zhèn)控制電路,最后根據(jù)電路的簡單、經(jīng)濟(jì)和安企性來連接線路網(wǎng)*本課題].要是使用PCM-3350I：控機(jī)做作為_L位機(jī)，S7-2OOPLC?卜位機(jī)按照給止的信號(hào)輸入.從而來控制邏輯電踹.繼電器、陽位開關(guān)等.線路抗下擾設(shè)「控制系統(tǒng)并小像我們看到的外表一樣平靜，只要借助「示波器來生成圖像就可以清鞋的.看到丁擾的存在。在機(jī)床系統(tǒng)I：存在的「擾源行哪些呢？].供電電源控制系統(tǒng)供電電源均由國家電網(wǎng)供電.Hr電網(wǎng)覆蓋范圍廣，使用用戶多，將會(huì)受到空間電磁干擾從而在線晞上產(chǎn)生感應(yīng)電壓，刀開關(guān)通新、大功率電力設(shè)備起停、電網(wǎng)用路哲態(tài)沖擊等，這些狀況都會(huì)影響到電源,均仃可能造成PLC發(fā)出次動(dòng)作一伯弓；2,變頻器安裝在控制柜內(nèi)的變頻器?,它的頻繁啟動(dòng)產(chǎn)生的謂波信號(hào)會(huì)對電網(wǎng)傳導(dǎo)產(chǎn)生十?dāng)_，引發(fā)電網(wǎng)電壓畸變，電,源質(zhì)魚降低；同時(shí)變頻疆會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)電磁輻射干擾,影響周邊其他設(shè)備如伺服驅(qū)動(dòng)器、FLC的正常工作;3、傳！弓線引入「?擾S7-20OPLC傳輸線在傳遞.齊種信不時(shí),公出現(xiàn)外部干擾信另進(jìn)入.一是通過變壓器或竹?感器的供電電源串人的電網(wǎng)干擾;另外空間電讖輻射感應(yīng)也公引起系就故障.抗1擾措?施的途徑：1，對「因供電電源弓I-的F擾需安裝帶屏蔽層的變比為Li的隔離變壓器，同時(shí)在電源輸入埔4接電抗器:"為了防止變頻器產(chǎn)生干擾，將變頻器與驅(qū)動(dòng)器、控制器分開安裝.將變頻器安裝固定在控制柜的底部，控射需安裝在頂部靠近風(fēng)扇處：。將動(dòng)力線（強(qiáng)電部分）和信丹茂分開布一線,開關(guān)景與同報(bào)量-也要分開布線,采用帶屏蔽層的線纜,交流、直流避免我用同根電纜走或、4.保護(hù)接地是抑制噪聲和抗「擾的仃效方法,良好的接地方式口J■有效抑制內(nèi)部噪聲傳遞，防I上外部干擾的傳入,提高整個(gè)機(jī)床系統(tǒng)的抗干擾能力.控制柜與地面之間的連接是取用4皿小銅線接地，接地點(diǎn)與控制器之網(wǎng)的距離應(yīng)小J"5Oin-接坨線避開強(qiáng)電回路和中川降的電線四出"匕伺服系統(tǒng)是機(jī)械運(yùn)動(dòng)的騏動(dòng)控制設(shè)備，是以伺服電動(dòng)機(jī)輸出軸為控制對象,控制器作為核心.電力電子功室變換裝置作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)陷,按控制理寵劃分伺服系統(tǒng)主要有開環(huán)伺服系統(tǒng)、閉環(huán)伺服系統(tǒng)和半閉環(huán)伺服系統(tǒng)⑶L升環(huán)伺張系統(tǒng)即無位置反饋的系統(tǒng)，JlJX動(dòng)元件I;要是功率步進(jìn)電機(jī)或液壓脈沖馬達(dá).結(jié)構(gòu)簡單，易于控制，但精度差，低速不平-檔；田地伺服系統(tǒng)是借助于位置檢測裝置（如編碼器.光柵尺等）測出實(shí)際位移量或者所處的位置，并將測量值與指令進(jìn)仃比較得出補(bǔ)健.從而人人提高了跟能精度和定位精度.半閉環(huán)系統(tǒng)檢測元件不曳接安裝在最終運(yùn)動(dòng)部件「?仃一部分化動(dòng)設(shè)在位置用環(huán)以外.繼而傳動(dòng)誤差沒仃得到系統(tǒng)由仃的誤差補(bǔ)住.在本i果題中,我「位數(shù)控焊接機(jī)床的Y向、L向及焊槍的擺動(dòng)坐標(biāo)是采用半邛1環(huán)佃服系統(tǒng)，主軸旋轉(zhuǎn)角度是采用引環(huán)伺服系統(tǒng)B焊槍搓動(dòng)工件焊接時(shí)，需要根據(jù)法蘭的不同端而焊接位置來確定不同的焊槍姿態(tài)網(wǎng)L焊槍的位置起始角是掇響焊縫質(zhì)量的關(guān)鍵因素，汽車后橋焊縫轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角描述了焊接戊的位置儲(chǔ)息,位置起始角描述了焊槍T作時(shí)的姿態(tài)信息,根據(jù);法蘭不同的焊接位置從而確定不同的焊槍姿態(tài)，它的參數(shù)是根據(jù)焊縫位置參數(shù)而確定的.焊槍的擺動(dòng)弧度和擺動(dòng)速度從宏觀上來說是由機(jī)床的操作盒來調(diào)整得到，從系統(tǒng)再部控制來說是由s7-200PLC吃模擬忖的輸入輸1I:來決定的,而其推動(dòng)是利用控制伺服電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和減速比為1：64的減速器來實(shí)現(xiàn)的.M雙驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在一眼伺動(dòng)系統(tǒng)中,1：要行位置環(huán)、速度環(huán)及力矩環(huán)二種控制模式,本系統(tǒng)中應(yīng)用到的位置控制模塊是根據(jù)PLC程序輸出的指令脈沖信號(hào)給伺服控制器,經(jīng)功率放大后粒控制交流伺服電動(dòng)機(jī)的啟停，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動(dòng)方向的改變等中L設(shè)計(jì)中的執(zhí)行驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用Panasonic公司生產(chǎn)的MllMIKMSMD系列的全數(shù)字交流M版電機(jī)及H-相配套的伺服驅(qū)動(dòng)器，將電信1J-轉(zhuǎn)換為電機(jī)輸出軸上的轉(zhuǎn)角或轉(zhuǎn)速,且因伺唳電機(jī)上安裝仃增量式編碼器,從而能譙準(zhǔn)確定位,電路可分為L電躋、控制電路及顯示界而設(shè):定等兒部分，：UI共皿電源經(jīng)IHOOMA、200OVA變壓“轉(zhuǎn)變成200V的交流電訓(xùn)，從L】、L2、LJ輸入給典動(dòng)翳，經(jīng)過期動(dòng)器內(nèi)部電路的控制轉(zhuǎn)換,然后隊(duì)匚、V.W輸出端子輸出,且輸出時(shí)電機(jī)需保護(hù)接地,從而來完成對松下伺服電機(jī)的控制，Id忖,電源從伺服驅(qū)動(dòng)器的Lie.L加瑞子輸入，經(jīng)AUDC轉(zhuǎn)摭后用來作為伺服驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部電路的控制用源.伺服驅(qū)動(dòng)器的內(nèi)部控制甩路主要由CPL處理器和ASJC集成電路幅個(gè)部分組成.宜可以實(shí)現(xiàn)對電動(dòng)機(jī)的速度/位置控制I電壓，電流參數(shù)采集.編碼器輸??出信號(hào)處理、控制信號(hào)輸入輸山、保護(hù)接地?能實(shí)現(xiàn)以及與其他外圍設(shè)備接I1比接等功能?劃.免卻器的人機(jī)儲(chǔ)工！交流接II是通過操作人員沒定數(shù)字顯而部分參數(shù)，從而來.迷定驅(qū)動(dòng)撮跑動(dòng)傷式、功能設(shè)定等.L騾動(dòng)器上與電源相連端子板分別為:Ll,L2,L3—電源輸入端Lit、L2c—控制電源U.v?W一伺服電HL電源2,信“連接器按II；上位控制陪連按主要用于在對電機(jī)進(jìn)行速度、轉(zhuǎn)也和位置控制，抬別是在位置控制時(shí)能解從此處莪得反饋脈沖俏號(hào).其具體連接方法如圖43所示n3,旋傳編碼器連接器：該接II是用來連接電機(jī)增起式蛹鳥器的，速度控制INw以通過編碼器獲得當(dāng)前速度，位置控制時(shí)也可以獲得相對位置.伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器連線示意圖如圖4.4所示.12-24?τ匐色l?????;??~?Jl扉?τ?l?g?!?t.??3^???,it≠SPJ16.定山上或有山中制M疝揩解法育i±??fflt???.???g??-KDC火:Xn福學(xué)史苴睡『括等碑沖

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MjynraHmEWiPH????S??31HS∣I:(?5iKI與上位IfWiS卷糖任干BEi玉仁曲唱:人電也唯初主軸控制雙工位數(shù)控焊接機(jī)床的主軸和我們平時(shí)說的數(shù)捽機(jī)床主軸不同.這里的4-軸不是用來切削加工而是用「夾緊及帶動(dòng)汽車后橋轉(zhuǎn)動(dòng).這里我們選用P=Uj55kwr轉(zhuǎn)速N=iW如門,ntinτ制動(dòng)力矩M??7SN.m的變頻調(diào)速制動(dòng),：一相后,步電機(jī)，為了能大幅度降低了主軸輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度使用了速比1T73的減速機(jī).通過變頻器來對主軸速度的調(diào)節(jié)，主軸變頻器選擇變頻器是一種電能變換及備，主要功能是將工頻電源轉(zhuǎn)換成頻率和電壓可調(diào)的電嫄，軀動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)井實(shí)現(xiàn)調(diào)速控制網(wǎng),變頻罌迎抨時(shí)首先要確定的是變顆涉的功率要和電劫機(jī)的班定電流要的配,原因是由于電機(jī)功率因數(shù)不同，同功率同電.壓等級(jí)電機(jī)額定電流有較大差異，而變頻器的輸出電流不允許超過其最大值《其次是負(fù)載性質(zhì)與變頻器類型要匹配，通常有水泵風(fēng)機(jī)類和通用型即L其額定值主要有輸入端額定值利輸出端額定值的種，輸入端額定值包括輸人電源的相數(shù)、電」R利J頻率P如本系線中使用的?IlI/22OV：50Hz；輸山劑額定Ifi.]-：要有裁定輸出電壓UCn即顯可輸H：電壓值,也就是變頻器輸出顆率等「電機(jī)額定頻率Hd的輸出電壓值?額定率出電流IMC變頻器限時(shí)MT.作時(shí)允許輸出的最大電流L額定飾出容&BCrL+本課題中所使用的變頻器是由韓國LG產(chǎn)甩公司生產(chǎn)的SV00SiG5-2,功率為P?Q.75KW.具仃很好的低速特性，IP防護(hù)和應(yīng)用功能,且性能可療,輸入電源為單Fll交流電，經(jīng)單相整流后轉(zhuǎn)換成直一流電源，再通過逆變電購轉(zhuǎn)換成:捫Y流電源非驅(qū)動(dòng)變頻調(diào)速：捫異小電機(jī),同時(shí)應(yīng)用制動(dòng)電網(wǎng)火工耗因電機(jī)慣性運(yùn)M產(chǎn)'卜的電能.幫助電機(jī)迅速俄速停I，]：訓(xùn)反饋編碼器設(shè)計(jì)編碼器是將轅動(dòng)信號(hào)進(jìn)行編輯、轉(zhuǎn)換為可用以通訊、傳輸和存儲(chǔ)的信與的設(shè)備，按照工作原理編碼器可分為增附式編碼器和絕對式編碼器兩種凸久增量式編碼器是相執(zhí)行元件的位移段轉(zhuǎn)換成二組方波信號(hào)式R、Z相，其中注器兩組是用「行向判!斷,相位差為強(qiáng)”，，相為角轉(zhuǎn)一體I為一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，從而口1以得出位移。葩對式褊碼器是根據(jù)二進(jìn)制的原理來進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的，不同的位移對應(yīng)不同的數(shù)字碼。旋轉(zhuǎn)增量式編碼器以轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)輸出脈沖，通過計(jì)數(shù)設(shè)備來知道其位置,當(dāng)編碼器不動(dòng)或停電時(shí)I依?ii數(shù)設(shè)備的內(nèi)部記憶來記住位置.本機(jī)床中所使用的旋轉(zhuǎn)編碼器是由口本光洋公司性■產(chǎn)的TRD-J系列，主要是用來檢測主軸運(yùn)動(dòng)的具體速度和角度進(jìn)行控制，此外還用到編碼器來形成一個(gè)全反饋系統(tǒng),編碼器的安裝固定?ll?l4.5所小,圖4.5編嗎格的安裝I.氣缸卡壞"內(nèi)六角螺燈M5xl53,頂尖外型4.頂尖移動(dòng)軸5.國世滾廣軸承120106.墊圈7.鼬出蓋頂尖9.內(nèi)六焦螺仃MMκ20Ik軸連接塊II.國批幕「軸承HoIu12.彈件鞋軸潞13.緊定螺tTM&XlO3.編碣器固定環(huán)I"M套IR.編碼器焊接機(jī)硬件說計(jì)隨著FC機(jī)功能的逐漸噌加和完善■機(jī)械工業(yè)設(shè)計(jì)有已經(jīng)將PC機(jī)應(yīng)用「門動(dòng)化領(lǐng)域,為了讓它能夠適用「?低溫沖Ji、潮淞、振動(dòng)、電磁干擾、粉塵等惡劣匚作環(huán)境,生產(chǎn)廠冢通過增加密封保護(hù)、過濾器和風(fēng)扇等措睛,M而形成rIJIliPCL在歐I：位數(shù)控焊接機(jī)床系統(tǒng)中，.柔用PeM-”5U1：板作為CNC平分,它的主要作用是實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面，完成加工程序的輸入、預(yù)編譯、軌跡計(jì)算、速度計(jì)算和加工零件圖形的模擬仿真等任勢，同時(shí)S-MOFLC作為卜一位機(jī)來用「處理一些實(shí)時(shí)性強(qiáng)的機(jī)床信號(hào)",雙匚位數(shù)控焊接機(jī)床設(shè)計(jì)的片的是用來焊接汽車后橋法蘭,這是通過控制兩個(gè)工作焊槍的平-移、升降、伸縮.二動(dòng)及焊接「件的悔轉(zhuǎn).夾緊、松開等來皿現(xiàn)的.「一作臂的平-移、升降由伺服電機(jī)帶動(dòng)滾珠唾杠來控制,焊槍的擺動(dòng)是通過伺服電機(jī)帶動(dòng)減速機(jī)IE反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn),匚件旋轉(zhuǎn)的角度和速度由變頻器控制變頻?調(diào)速制動(dòng)三相異步電機(jī)充.成的,焊槍伸縮及匚件夾緊、松開均由氣缸控制.其便件組成結(jié)構(gòu)加圖46所小.聯(lián)入主板PCE5口RS2K一睦485S7-2(K)PLC?????jL*???鈕傳揩I(xiàn)1.r按及感信Lti變敝留電磁閥大1/1穰動(dòng)伺服電磯駟動(dòng)單元行惻潮動(dòng)伺服電機(jī)歡動(dòng)單元左值）平-移伺服電機(jī)皿動(dòng)單元惻秘服機(jī)動(dòng)元“甲M電l?單Wl降服機(jī)動(dòng)JLI莊川閨瞋悚憚惻牌服IILI動(dòng)元“三包電l?單????*???速動(dòng)用步虬謝制一異也降測整缸升檢央氣左側(cè)擺動(dòng)何服電機(jī)右惻找動(dòng)伺服電機(jī)左惻平-移伺服電機(jī)右側(cè)平移伺服電機(jī)左側(cè)牙降伺服電機(jī)側(cè)降服機(jī)右升frl電圖4一6機(jī)床使件組成結(jié)構(gòu)S7-2OGPLC及4擴(kuò)展模洪QI：位數(shù)控焊接機(jī)床中所使由的PLC是由西門-F公司生產(chǎn)的&7J00系列,具體型號(hào)為CPU224XP<?NDCJKVDC其主要技術(shù)指標(biāo)如表4-1所示?它的輸入、輸出%OJU型電源模塊均安裝在同一個(gè)機(jī)殼內(nèi)，I端子是用于輸入干的接線端子和為傳感器提供的24V直流電源端子,Q端子是輸出端子和外部給PLC的供電電源接線端子,基本單元上有T作模式開關(guān)、網(wǎng)珞協(xié)議和擴(kuò)展1.0連接都端II，通過電纜可以將多個(gè)擴(kuò)展模塊連接起來使用e表4-1CPU224XP模塊的土要技術(shù)指胡Hd-效尉行眥雷小力EEPR口M由欠保存程度空何I409CIl戶數(shù)一存儲(chǔ)器工5。U字由對Ivaj?散∣4∕ιn「擴(kuò)原模塊數(shù)7:MV伯威歌山源城大ILi流/限捌電流280.WO策人模擬量揄人/浦出2S/7240VACHiy?CP(mA)3524vDClI.^CPL?i?ΛEht??CmA5^^Γ20為擴(kuò)展投塊提供的電漉精用電流??A?60mΛ內(nèi)置高速廿題器數(shù)6<230kH2O高速脈?1啦出2(IgkH∑5模強(qiáng)量調(diào)節(jié)電付容2T實(shí)時(shí)I：寸鐘有內(nèi)置幽Rβ-485?{?f∏1各組輸入點(diǎn)數(shù)苫，Cj丁鋼箍出點(diǎn)??5串 5LIJLIIlHJ4?2∣CAd湖］FLCITJ擴(kuò)展單元與基本單元的不同點(diǎn)在「沒仃獨(dú)立的匚PU,只能作為基本單元輸入/輸出點(diǎn)數(shù)的擴(kuò)充，且與基本單元相連接時(shí)使用，s7-200的擴(kuò)展模塊有很劣種:類型，主要包精數(shù)字蜃擴(kuò)展模塊、模擬件擴(kuò)展模塊、熱電偶及熱電阻擴(kuò)展模塊、總線通信模塊等WL在本課題中用到的主要是數(shù)字量擴(kuò)展模塊，類型仃1臺(tái)輸入擴(kuò)展模供EM22L2臺(tái)輸入/輸出擴(kuò)展模塊EM223,H特山見表4-2.其I/O分配表如表4-3所示&k4-2數(shù)子辰擴(kuò)展設(shè)比類型用號(hào)?≡≡λ.?S?善如輸出點(diǎn)放輸入獷展欖J?EMZ2IE?l≥2l-∣aEI≥216 二 「屜提盥EM223FM523-lSH22RP??Λ∕展橫壇EMzZlEN1223L|.gU22IdIK表4-3J∣ii□I/O分配輸入點(diǎn)分配 雅」：點(diǎn)分配 Λ我寬調(diào)整 %七軸速度控制 B煙速調(diào)整IQQO左側(cè)擺動(dòng)電機(jī)M制I I口一3左側(cè)擺朗編碼器CAlQ口」左側(cè)擺動(dòng)電機(jī)K制。 I口』左惻擺動(dòng)編碼錯(cuò)［B}Q口V左保平法電機(jī)性制I I口j左倒翻動(dòng)編碼器(ZJQ口.1Y惻平移比機(jī).杵川工I(∣.h仃側(cè)擺動(dòng)編碼藩EAiQ0.4左側(cè)升降電祗性制L I(L7右惻接動(dòng)編碼器fB∣Q(3左惻升降電機(jī)村制。 I1J)右惻探動(dòng)??碼嵇憶IQLDtif刖擺動(dòng)電機(jī)K制」 ISE軸編碼器CjQI」仃側(cè)接動(dòng)電機(jī)控制2 IL3卜軸編碼搬IB)Q工口仃f用平拓電機(jī)收制I IIT正軸編碼瑞I￡)QIl仃惻平移比機(jī).杵超.工ILJ左右邊奔QD仃惻升降電網(wǎng)控制II2.∣)二伍模式逃押LQ2.3行惻升降電機(jī)控制2 I二」工作模式選擇二Q工41：軸使能和抱向 IW-二作花式選三Γ3Q? 左惻一炬啟動(dòng) I"3二作模式選擇4Q二方燈側(cè)煒W啟動(dòng)I24 主，正轉(zhuǎn)Q2.7 左一用■鉀加I2.5 ?7 Q工0行t??用仙伸縮I2.6 正向 Q3.L后惻檢測手臂伸縮 I"負(fù)向 Q3:右惻恰池r?牌伸縮 I3JJ ：?QL3I：件夾桌 I3」 夾拿QL4口’1儂松 IN Q匯遙仃燈 I7 is? Q3小 故障燈 I14 府止Q工7 急停燈 I35 ?? Q4』 .七軸冷卻網(wǎng)M IU -惇 I?在?H黑動(dòng)報(bào)警 I*1方惻序功報(bào)警IA2左惻平移報(bào)警I43右惻平移報(bào)警 I44左制升舜報(bào)暨 I心行制外降報(bào)警 ]41 K軸報(bào)警]4.7 5g?等 ]5-左側(cè)平移血限位 ]5」左帆并移焊接點(diǎn) ]5E左帆平移正阻位 ]5凸I,喇平移位限位 1Ci4八惻平移焊接點(diǎn) ]05fi?∣J平-移止限位 ]%& 左升降值限世 ]5一7左升降正限位 ]—方升降負(fù)限位 ］行」 蛙降正限位4.5.2PCM-3；5Oj?%］：板PCM-3350是研華新一代高速低耗PevIO4系列的代表產(chǎn)品，板載低功耗CPU,可無風(fēng)扇「作，能翳解決因空I'd限制問題的控制設(shè)備,他具行工業(yè)控制M算機(jī)的所仃功能，它包括仃以太網(wǎng)接II,CF卡插槽,增強(qiáng)型電廠集成驅(qū)動(dòng)器,2個(gè)RS-232通信I,提盤和鼠標(biāo)接II,VGNLCD的分辨率可達(dá)到1024x76?dCRT則可達(dá)到更高為12X0"〔憶丸其實(shí)物接II功能如圖4.7，整體分布圖如4.S所?示，特點(diǎn)：1,尺寸小外輪廓只仃Amni19加1%比普通的工捽”算機(jī)小的名1.通過PDlrM模塊3以升級(jí)3.具苔休眠模式.低成本消耗CPUQ<+5V電源供電,412V做為PDHH和背光電源■板的以太網(wǎng)速才以達(dá)到IO-LOOMbZs支持圖像和音頻等網(wǎng).不i果網(wǎng)中所使用I向摟IIf」PGWH,VGAconnector.COMlR.S-232.Conιpacll,la?h?Keyboard∕nιoutcP?2eDnncctor<.PGA?er的作用“為系統(tǒng)后1供T作電源，保證系統(tǒng)能正常工作，VGAMtItlCcer的用途是作為TCL液晶顯示器的接【I，從而顯示出加工工藝參數(shù),CoMlRS-2嵬是用來使上位機(jī)PeMT350與下位機(jī)$7-2加PLC形成并行通信；CcmpactFlash插槽的作用是用來安裝CF不從而進(jìn)行操作界面IΓJ數(shù)據(jù)存儲(chǔ)次備;Kcyboard∕ιιιouscFS.2UeHnICC:tor就是用來連接鼠標(biāo)和鍵盤從而進(jìn)行界面操作<hM30BASBTEthftr∩e-LJCB^∩nactor卜口口(ontheiclde∣sd?)COWRS-232S呻浜FIaShRrhGsodσside)ElDEconnsctarBachllgntConnacicrPowerUSBPnrt；：：：：：：CQM2A￡2犯SDRAM∣:onthesciderside∣IPTEiirmrr,?1DGco?KeybdarX?nu喻MlItifundonP(VlMcκps∏MonP52connectorDQrT IrI幽taceCOklΞ-kbΓ-“作U配RTC∣?]4.7PCM3350實(shí)物因C3K30ACOMit?PG∣i104

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IlJ4?6焊接機(jī)軟件設(shè)計(jì)承工位數(shù)控焊接機(jī)床采用TCL顯示屏作為顯■示羿面,在運(yùn)行加工調(diào)試操作時(shí)可顯示以F畫面：I.自動(dòng)運(yùn)行畫面，可以對自動(dòng)焊接加工過程進(jìn)行監(jiān)視,包括焊槍具體焊接位置，.移動(dòng)提動(dòng)速度、主軸旋轉(zhuǎn)角度及速度、氣壓是否正常、有無程序報(bào)瞥：2，手動(dòng)運(yùn)行畫面.用丁手動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視；3.墀接參數(shù)設(shè)置界面，用「焊接不同工件型號(hào)程序編制，可輸入的參數(shù)包括工件型號(hào)、焊然直徑、加工過程中焊槍位苣、移動(dòng)擺動(dòng)速度、主軸轉(zhuǎn)速、氣田大小等；4,機(jī)床系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定，用了設(shè)定手動(dòng)速度、復(fù)位速度等，其人機(jī)界面如圖4.9所示.圖4C焊接機(jī)床人機(jī)界面4.6」軟件沒訃要求在現(xiàn)在的工業(yè)控制模式中，高硬度、強(qiáng)度的機(jī)械結(jié)構(gòu)是?卜分重要的,這是硬件指標(biāo)必須痛足要求，其次是機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)及其加工精度是通過控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的，因此應(yīng)用軟件及使用方法在很大程度上決定了整臺(tái)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)效率押各項(xiàng)性能指標(biāo)高低.軟件設(shè)計(jì)的具體要求大致有以F幾個(gè)方面:.可靠性要高可靠性是軟件設(shè)計(jì)的墓礎(chǔ)，一般用系統(tǒng)的平均無故障時(shí)間長短來表示,可靠性高的系統(tǒng)即使系統(tǒng)在加工過程中出現(xiàn)故障，也不會(huì)造成控制系統(tǒng)的混亂.2,實(shí)射性要強(qiáng)這項(xiàng)是要求軟件系統(tǒng)對「加工狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，咐變化的蚌境變量進(jìn)行顯示和輸出.T擴(kuò)展性和操作性要好對于-普通的使用若來說T軟件系統(tǒng)應(yīng)連簡電明r?易」-操作，同時(shí)為「滿足用戶新功能需求.軟件系統(tǒng)利時(shí)也應(yīng)該旦行開放性以使進(jìn)一步獷展升縱.操作平臺(tái)與編程語言考慮到上位機(jī)PeMVm50運(yùn)行速度怏，相關(guān)性和玄M性由ir以及程.序的U讀性.最終佻中了U÷÷l,r;言作為：F發(fā)語?言，windowsXP作為操作系統(tǒng)，VU÷÷為編祖軟件,L操作平臺(tái)Wind∩w?XP是由微軟公司在”中1年I。發(fā)行并得到了普遍認(rèn)可及應(yīng)用的操作系統(tǒng).本優(yōu)題是在讀操作系統(tǒng)的平臺(tái)上進(jìn)仃控,IJ系統(tǒng)的研究eWindowsXF是多任務(wù)的圖形代操作系統(tǒng),L要是用來作為事辦管理平臺(tái)，因此如果想要在該平?臺(tái)上繼續(xù)開發(fā)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)就得研究操作系統(tǒng)內(nèi)部與「業(yè)控制系統(tǒng)相關(guān)的程序.作為多任務(wù)同時(shí)進(jìn)行和笆理的操作系統(tǒng),我們可以看出該系統(tǒng)可同時(shí)運(yùn)行多個(gè)進(jìn)程,且每個(gè)進(jìn)程由多個(gè)線程組成.進(jìn)程表示應(yīng)用程序的運(yùn)行，存在自己的地址空間.每個(gè)進(jìn)程不僅擁有一個(gè)主線程，同時(shí)還可以與其他的線程建立并列關(guān)系。線程是操作系統(tǒng)根據(jù)需要來分配CFU時(shí)間的基本單元，系統(tǒng)運(yùn)仃時(shí)不停地下線程.2I'dW換來訪問進(jìn)量賞源,且處「并行執(zhí)彳亍狀態(tài)加網(wǎng)口”，2,編程語；]本課題之所以選擇C++語言作為開發(fā)編桿語言,是因?yàn)樗嫦騄u戶,面向?qū)?的語言,使用者不必熟悉計(jì)算機(jī)內(nèi)部具體結(jié)構(gòu)和指令;同葉它和：「編詹言一祥，可以對控制器進(jìn)行操作，如UO端口操作:、位操作、地址操作.并可內(nèi)慨；「編指令術(shù)對計(jì)算機(jī)硬件操作.匚十十中的炎是實(shí)現(xiàn)通向?qū)ο蟪潭仍O(shè)：|的基礎(chǔ),它把數(shù)據(jù)和函數(shù)封裝成新型數(shù)據(jù)格式來作為封裝的基本單元，對象就使用這種基本單元來構(gòu)造特定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，當(dāng)類的成員聲明當(dāng)前狀態(tài)為保護(hù)時(shí).外部則不能進(jìn)行訪問,聲明為公共時(shí)，則外部均可訪問「何佝網(wǎng)L為了使操作系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)過用更療效率,更符合面向?qū)ο蟮陌嘈蛟O(shè)計(jì),這里使用J-MFC(MicrosoftFoundationC]asses)?它更建立.在WirldGwSAPl上上.的C-*類庫*能翳共享利延仲ULf」函數(shù)的繼承,乂支持相同接口.VIFC具杓CObjcet.CWinAPP.CWn<lCDial□g,CMDIFramcWnd.CTuulBar和CDC七個(gè)類，通過利用這些類的正數(shù)和其派生出來的夫來建，工應(yīng)用程序和友好的人機(jī)界面HWML備加工模跳操作界面設(shè)計(jì)雙137數(shù)控焊接機(jī)控制系統(tǒng)l`?J軟件設(shè)計(jì)基本功能”「分為兩部分：管理軟件利系統(tǒng)控制軟件,其中管理軟件的功能主要包括系統(tǒng)初始化、焊接參數(shù)設(shè)定、「作狀態(tài)顯示、程序調(diào)試、故障診斷及通訊模塊等,控制軟件的功能上要有舊動(dòng)加工模??和手動(dòng)調(diào)整模跳組成.具體分配管理方式加圖4.1€所示.Γ初始化模塊焊接參數(shù)設(shè)置L作狀您顯示程序調(diào)試故障談斷通訊模塊手動(dòng)調(diào)控模塊自動(dòng)加工模塊圖4.10軟件系統(tǒng)功能模址1，門動(dòng)力I「.模塊法計(jì)向動(dòng)加T模塊的任務(wù)是通過焊接程序自動(dòng)完成整個(gè)焊接加工的過程,包括系統(tǒng)同零.「件夾緊、「位】、二焊接推備.「位］.?焊接加1一「位以4焊接港備、T位3、4焊接力J焊愴網(wǎng)零及T件松開等,具體要完成的動(dòng)作如圖4.11所示,∣∕-J?lJ∣l[.圖4.4焊接孔床門動(dòng)加I：.模星∣r∣.?f7法統(tǒng)|1：1零Tfr.∣.2if接完設(shè)國412自動(dòng)加1.理序流程圖4.13雙工位毆控焊接機(jī)白動(dòng)加T??機(jī)界面.當(dāng)汽車手橋進(jìn)行門動(dòng)焊接加「時(shí),系.統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的焊接加「爵數(shù)來控制各軸電機(jī)的運(yùn)動(dòng),從而什動(dòng)完成焊接任務(wù).在此加工過程中，系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示和監(jiān)控左刻、右便!及主軸電機(jī)的當(dāng)前位置，Il標(biāo)位置、速度等.Ii若在加二過枉中出現(xiàn)超枉現(xiàn)象,系統(tǒng)公H動(dòng)停止Al匚并輸出報(bào)簪信號(hào).曲雙工服為曲酢過"反 '?∣i?ll≡i?t1的喈 l標(biāo)ffi■號(hào) 蘢用 feK??g ta.□l□— "I■■ ∣τi.D□□—1in ∣15π.O- MII力 ∣?.. … ，? I 古仔p.0∣O ~■■I30.D0O -inTSlO ≡b?iι?∣.砌Pmel -Bt 電DQD-直IΠ.D - .田通□Jitff叫茄W ESriYrH ,手,四 ≡fr?-Jn1JlLB HτF∣LLa 梟C _ ?、?? 3.010~~ ~■■ 30.DOO- IrI 1≡b-q "?h≈i" ∣?百尊EZio--■■產(chǎn)皿~inTHia 岫狂.版? EZiS--nt∣3SHDD"改產(chǎn)』 "W?i?.雌□-?ffi*也JL.=4w3τ.,.≡ r.-T--S ??-土箱 lojαj- 產(chǎn) ∣m.0- ］層∣e-qJ"'""花且口田處圖4.13自幼加工人機(jī)界面2.壬動(dòng)調(diào)整模塊設(shè)計(jì)f動(dòng)調(diào)整模塊卜:要是用來對機(jī)床進(jìn)行示教,

焊接加「參數(shù)，為H動(dòng)加I：模出做也為&另外.

動(dòng)部件進(jìn)↑Γ獨(dú)立的操作，來完成對機(jī)床的調(diào)試，從而獲得不同類型汽車后橋的

通過此模塊對焊接機(jī)床上件運(yùn)

具體調(diào)試范圍如圖4.14所示.圖414:動(dòng)調(diào)一模塊通過手持操作盒上.的匚作模式調(diào)整旋鑰用以將機(jī)床從自動(dòng)MI：模式刖換到F動(dòng)調(diào)整模式，并實(shí)時(shí)下示如圖4.15所示人機(jī)界面,在手動(dòng)調(diào)整模式手通過