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试验机控制卡与软件鱼龙混杂
[font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666]涂胶机是用于给机柜、灯具、蓄电池、汽车等有密封要求的产品,按照密封轨迹涂密封胶的一种工业生产机床。标准涂胶机运动控制系统为三轴联动,通过直线插补与圆弧插补完成涂胶轨迹。本文主要对三维涂胶机的运动控制系统原理与结构进行分析。[/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666]运动控制系统是以电动机为控制对象,以控制器为核心,以电力电子、功率变换装置为执行机构,在控制理论指导下组成的电气传动控制系统。一个典型的现代运动控制系统的硬件主要由上位计算机、运动控制器、功率驱动装置、电动机和传感器反馈检测装置和被控对象等几部分组成。[/color][/font][font='Arial','sans-serif'][color=#666666][/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666]一、涂胶机运动控制器运动控制器根据结构不同的可分为:基于计算机标准总线的运动控制器;[/color][/font][font='Arial','sans-serif'][color=#666666] Soft[/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666]型开放式运动控制器;嵌入式结构的运动控制器。[/color][/font][font='Arial','sans-serif'][color=#666666] Soft[/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666]型开放式运动控制器运动控制软件全部装在计算机中,而硬件部分仅是计算机与伺服驱动和外部[/color][/font][font='Arial','sans-serif'][color=#666666]IO[/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666]之间的标准化通用接口。用户在[/color][/font][font='Arial','sans-serif'][color=#666666]Windows[/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666]平台和其他操作系统的支持下,利用开放的运动控制内核,开发所需的控制功能,构成各种类型的运动控制系统。[/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666]嵌入式结构的运动控制器是把计算机嵌入到运动控制器中的一种产品,它能够独立运行。运动控制器与计算机之间的通信依然是靠计算机总线,实质上是基于总线结构的运动控制器的一种变种。[/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666]三维涂胶机运动控制器为基于总线的运动控制器。用计算机硬件和操作系统,结合运动控制应用程序来实现的,具有高速的数据处理能力。总线形式上为[/color][/font][font='Arial','sans-serif'][color=#666666]104[/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666]总线、[/color][/font][font='Arial','sans-serif'][color=#666666]RS232[/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666]接口和[/color][/font][font='Arial','sans-serif'][color=#666666]USB[/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666]接口。运动控制器采用[/color][/font][font='Arial','sans-serif'][color=#666666]DSP[/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666]芯片作为[/color][/font][font='Arial','sans-serif'][color=#666666]CPU[/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666],可完成运动规划、高速实时插补、伺服滤波控制和伺服驱动、外部[/color][/font][font='Arial','sans-serif'][color=#666666]IO[/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666]之间的标准化通用接口功能。控制器支持功能强大的运动控制软件库、[/color][/font][font='Arial','sans-serif'][color=#666666]C[/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666]语言运动函数库、[/color][/font][font='Arial','sans-serif'][color=#666666]WindowsDLL[/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666]动态链接库等,根据工艺需求,在[/color][/font][font='Arial','sans-serif'][color=#666666]WINDOWS[/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666]等平台下开发应用软件,组成涂胶机运动控制控制系统[/color][/font][font='Arial','sans-serif'][color=#666666].[/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666]二涂胶机运动控制方式[/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666]运动控制形式有点位运动控制、连续轨迹运动控制、同步运动控制。[/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666]点位运动控制即仅对终点位置有要求,与运动的中间过程即运动轨迹无关。[/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666]同步运动控制是指多个轴之间的运动协调控制,可以是多个轴在运动全程中进行同步,也可以是在运动过程中的局部有速度同步。[/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666]三维涂胶机控制方式为连续轨迹运动控制,又称为轮廓控制,主要对胶头的运动轨迹进行控制。该控制方式要求系统在高速运动的情况下,既要保证系统加工的轮廓精度,还要保证胶头沿轮廓运动时的切向速度的恒定。对小线段加工时,有多段程序预处理功能。[/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666]三涂胶机运动控制器硬件结构[/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666]涂胶机系统以基于[/color][/font][font='Arial','sans-serif'][color=#666666]“PC[/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666]机[/color][/font][font='Arial','sans-serif'][color=#666666]+[/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666]运动控制器[/color][/font][font='Arial','sans-serif'][color=#666666]”[/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666]为核心,采用运动控制器、驱动器和交流伺服电动机构成一个开放式硬件结构。在该伺服控制系统中,控制器上专用[/color][/font][font='Arial','sans-serif'][color=#666666]CPU[/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666]与[/color][/font][font='Arial','sans-serif'][color=#666666]PC[/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666]机[/color][/font][font='Arial','sans-serif'][color=#666666]CPU[/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666]构成主从式双[/color][/font][font='Arial','sans-serif'][color=#666666]CPU[/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666]控制模式。[/color][/font][font='Arial','sans-serif'][color=#666666]PC[/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666]机负责人机交互界面的管理和控制系统的实时监控等方面的工作,例如键盘和鼠标的管理、系统状态的显示、控制指令的发送和外部信号[/color][/font][font='Arial','sans-serif'][color=#666666]IO[/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666]的监控等。运动控制器配备内容丰富、功能强大的运动函数库,供用户使用完成电动机的运动规划。系统采取脉冲输出的位置控制方式,脉冲频率的大小控制电机的速度,信号的正负控制电机正反转,以实现三轴的位置控制。[/color][/font][font='Arial','sans-serif'][color=#666666]X[/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666]轴、[/color][/font][font='Arial','sans-serif'][color=#666666]Y[/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666]轴、[/color][/font][font='Arial','sans-serif'][color=#666666]Z[/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666]轴原点、限位检测是通过接近开关来实现,原点检测开关作为每个轴的零点位置,限位检测开关确保每轴工作行程极限。这些状态信号送入运动控制卡状态寄存器后由[/color][/font][font='Arial','sans-serif'][color=#666666]CPU[/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666]随时读出,达到对[/color][/font][font='Arial','sans-serif'][color=#666666]IO[/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666]状态信号的检测。在硬件上,运动控制器上的光电隔离措施既隔离了外设对内部数字系统的干扰,有能有效防止过电压、过电流等外界突发事件对计算机系统的损坏,大大提高了系统的控制精度和可靠性。[/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666]四涂胶机运动控制系统的软件结构[/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666]涂胶机运动控制器配备有运动函数库,函数库为单轴及多轴的步进或伺服控制提供了许多运动函数,如单轴运动、多轴独立运动、多轴插补运动以及多轴同步运动等等。运动控制器组成的控制系统,采用[/color][/font][font='Arial','sans-serif'][color=#666666]VC[/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666]语言开发友好的人机界面应用程序、方便的人机交互和管理。系统的程序结构模块如图所示,除了主体的运动控制程序外,还包括初始化、与[/color][/font][font='Arial','sans-serif'][color=#666666]PC[/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666]实时数据交互、系统保护、状态监测等部分。[/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666][back=white]五结语[/back][/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#333333][/color][/font][font='微软雅黑','sans-serif'][color=#666666][back=white]综上所述,三维涂胶机运动控制系统采用基于总线的运动控制器,构建了合理的硬件结构和软件结构。通过连续轨迹控制方式,完成既定运动和高精度的伺服控制。实现涂胶机的高速高精度运转。[/back][/color][/font]
灵活的自动化解决方案助您简化仪器控制系统的实施仪器设备越来越复杂,自动化程度越来越高,设备体积要求越来越小,定位精度更高、设备更新快,成本控制等一系列新的需求提出,众多仪器设备制造商对控制系统提出了更高的要求。机器制造商现在可轻松搭建自己需要的自动化设备,并实现持续性的更新,运动控制正在迈入“模块化的PC机时代”。传统运动控制的问题就传统运动控制而言,往往基于专用控制器、运动控制模块、运动控制卡,这些带来以下问题:(1)受到轴数限制由于传统PLC连接的运动控制单个控制模块支持有限轴数,而且总线在轴多时会同步性能大幅度降低,即使采用现有的通信,但其软件架构却仍然是制约的瓶颈。(2)需要多个开发环境,费时费力为搭建一套系统,往往需要多个厂商的产品,其编程软件、风格、项目管理均需不同的学习,而且,是否能够互通使得各个组件性能得到最佳发挥—几乎不大可能。整套系统的搭建对研发提出了很高的要求,时效上无法很好的满足。(3)更新维护麻烦,人力成本高设备维护往往无法远程控制和实施,需要技术层次较高的人到用户现场进行故障查找和调试,从而提高了设备制造商的人力成本由于传统的运动控制架构不易于拓展,设备需要更新时,无异于重新开发。(5)设备体积较大使用传统的控制系统,设备体积臃肿不堪,众多的线束导致设备内部管理极为不易。 UIROBOT的一体化控制网络优爱宝公司倡导机器人及自动化系统的模块化设计及制造理念,模块之间采用统一的通信协议,这种机器人积木化的理念为用户提供了前所未有自动化系统设计的人性化和便捷性。可以让不熟悉工控系统底层工作原理用户也能在极短的时间内完成设计和产品化。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/04/201404201417_496808_2851234_3.jpg它为您带来什么好处?在此统一架构下,可以得到如下的应用收益:(1)搭建周期大幅缩短,研发效率提升对于优爱宝而言,机器的运动控制被分解为不同运动轴之间的协作,每个轴的控制模块均具备智能,能独立处理局部事务。模块之间采用统一的CAN总线相连,主控机只负责协调流程,和用户界面无论系统多么复杂,用户仅需关心协调流程和界面,大幅降低了用户的搭建难度。(2)简单便捷的编程平台UIROBOT提供的STEP EVA软件可让用户方便的实现控制系统的操作和调试,完整的SDK库文件支持涵盖VC.C#.VB. LabVIEW等多平台,用户可便捷实施二次开发。(3)扩展性和升级简化模块化的产品和统一的架构,提升了用户在拓展性和优化升级方面的体验(4)设备体积减小、设备精细化提升一体化的设计,设备体积减小。CAN总线的通信连接,设备内部实现了无板卡化,主网络仅需两根通信线,设备精细化提升http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/04/201404201417_496809_2851234_3.jpg(5)标准化提升设备可靠性(6)远程实施维护,维护难度降低对于UIROBOT而言,远程维护与诊断、信息化接口满足未来机器的互联与信息化管理需求,维护成本降低UIROBOT使得开发自主知识产权的仪器更为便捷与快速