基於can總線技術的剪板機多軸同步控制系統的製作方法
2023-05-11 14:06:16
專利名稱：基於can總線技術的剪板機多軸同步控制系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及鍛壓機械中的控制系統，是一種基於CAN總線技術的剪板機多軸同步控制系統。
背景技術：
目前，國內外市場上的剪板機大多採用專用型數控系統，如DELEM250、350、CYBELEC10等，這些數控系統均只能控制通用型剪板機，控制軸數較少，通常只能實現兩軸同步，應用靈活性不強，不利於二次開發，且價格較高。
發明內容本實用新型的目的就是要解決現有數控系統控制軸數較少，靈活性不強，成本高的問題，提供一種基於CAN總線技術的剪板機多軸同步控制系統。
本實用新型的目的是這樣實現的基於CAN總線技術的剪板機多軸同步控制系統，主要配置有上位IPC、現場PLC(包括CPU、AIOs、DIOs)、CAN總線通訊卡、伺服系統、遠程控制模塊，特別是上位機IPC構成系統的操作站，完成人機界面操作、數據圖形顯示、報警消息等功能；現場PLC構成系統的底層控制站，完成生產過程的數據採集和過程控制；伺服系統作為執行機構，完成各數控軸的精確控制；其中，上位機與PLC採用RS485接口連接，PLC與伺服系統及遠程控制模塊採用CAN總線連接，各軸轉動採用虛擬主軸方式同步。
CAN(Controller Area Network)總線，是一種有效支持分布式控制或實時控制的串行通信區域網路，由於其高性能、高可靠性、實時性好及其獨特的設計，已廣泛應用於控制系統中的各檢測和執行機構之間的數據通信，已在工控領域興起應用熱潮。本控制系統有機的結合現場總線技術、PLC、DCS、伺服電機和計算機控制技術的最新理論知識，採用硬體軟體化思想，以工業控制計算機為控制核心，以現場總線控制網絡為紐帶，採用通用的控制模塊組成現場式控制系統，實現控制、監測、管理一體化。該系統除了能夠滿足剪板機常規的刀架運動、剪切角、刀片間隙、剪切行程、託料等AIOs、DIOs控制以外，還能夠實現高精度的多軸同步運動控制功能，最多控制軸數高達64個，各軸均可進行單步或同步控制，各軸的控制速度、定位距離、扭矩等參數都可以根據實際情況進行調整，運行工步可以任意轉換，可完成各種複雜的板料定位、剪切、出料等控制，特別適用於自動化程度較高的大型生產線。
本實用新型中採用虛擬主軸控制方式相對於傳統的實主軸控制方式執行運動控制更加精確。虛擬主軸按理論的理想形式生成給定，沒有任何偏差。相對於實主軸控制方式，虛擬主軸方式在任何時刻都不會有我們所不期望旋轉速度的波動。在虛擬主軸控制方式下，所有從軸通過主軸的時鐘信號以相同的掃描時間執行同步，這種同不方式可以避免由於各個軸在不同時刻獲得給定而產生的誤差。
本實用新型的特點是1.系統開放性好，擴展性強，應用靈活，只要遵循CAN總線標準，就具有互操作性、互換性，從而大大提高了設備的集成能力，且PLC與上位機應用靈活，可根據工具機各種不同需求進行編程，可性性高。2.可維護性好，通過CAN總線可以獲得大量豐富的現場設備數據，具有現場級設備的在線故障診斷、報警、記錄功能，可完成現場設備的遠程參數設定、修改等參數化工作，並且通過預留PROFIBUS檢修接口，增強了系統的可維護性。同時，總線端子式控制模塊都是插件式，可即插即用，大大地方便了設備的安裝和更換。3.I/O分布性較好，由於採用分布式總線控制，總線控制器、控制模塊和I/O端子模塊可以方便地放置在現場設備附近，從而實現就地控制和通信，從而節省了大量的I/O電纜及由此造成的安裝費用，降低了工程造價，具有良好的經濟型。
圖1為本實用新型的電氣聯接示意圖2為系統的控制模塊示意圖。
具體實施方式
以本公司生產的一條剪折生產線為例，該生產線自動化程度高，控制複雜，且要求多軸同步，除了能夠完成通用的剪折功能外，還需根據板料的參數，自動選擇相應的數控軸進行不同方式的定位，整條生產線全自動運行。現在市場上的通用性數控系統均不能滿足以上要求，本實用新型的控制系統在該生產線上成功應用，系統中配置有1臺IPC，2臺b maXX controller PLC可編程控制器，2臺遠程控制器，13臺伺服控制器及電機，連接方式參見圖1。即上位IPC採用RS485接口與現場PLC連接，PLC與伺服系統及遠程控制模塊採用CAN總線連接。根據工具機各功能控制要求對人機界面及PLC進行編程，PLC通過CAN總線，用虛擬主軸方式對各數控軸進行同步控制，編輯模塊參見圖2，各數控軸還可以單獨控制，上位機通過人機界面實現人機互動，控制本地與遠程數字量以及模擬量、數控軸的運行等，對生產線的運行程序及參數進行設定，同時還能實時顯示運行狀態，發送報警消息等。
權利要求1.基於CAN總線技術的剪板機多軸同步控制系統，主要配置有上位IPC、現場PLC、CAN總線通訊卡、伺服系統、遠程控制模塊，其特徵在於上位機IPC構成系統的操作站，完成人機界面操作、數據圖形顯示、報警消息等功能；現場PLC構成系統的底層控制站，完成生產過程的數據採集和過程控制；伺服系統作為執行機構，完成各數控軸的精確控制；其中，上位機與PLC採用RS485接口連接，PLC與伺服系統及遠程控制模塊採用CAN總線連接，各軸轉動採用虛擬主軸方式同步。
專利摘要本實用新型基於CAN總線技術的剪板機多軸同步控制系統，主要配置有上位IPC、現場PLC、CAN總線通訊卡、伺服系統、遠程控制模塊，特別是上位機IPC構成系統的操作站，完成人機界面操作、數據圖形顯示、報警消息等功能；現場PLC構成系統的底層控制站，完成生產過程的數據採集和過程控制；伺服系統作為執行機構，完成各數控軸的精確控制；其中，上位機與PLC採用RS485接口連接，PLC與伺服系統及遠程控制模塊採用CAN總線連接，各軸轉動採用虛擬主軸方式同步；本實用新型解決了通用數控系統控制軸數較少，靈活性不強，成本高的問題，特別適合運用於自動化程度較高的數控剪板機。
文檔編號G05B19/418GK2893762SQ20062009524
公開日2007年4月25日 申請日期2006年1月27日 優先權日2006年1月27日
發明者周紅祥, 曾剛 申請人:湖北三環鍛壓工具機有限公司