專利名稱：基于can總線技術(shù)的剪板機(jī)多軸同步控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及鍛壓機(jī)械中的控制系統(tǒng)，是一種基于CAN總線技術(shù)的剪板機(jī)多軸同步控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)外市場上的剪板機(jī)大多采用專用型數(shù)控系統(tǒng)，如DELEM250、350、CYBELEC10等，這些數(shù)控系統(tǒng)均只能控制通用型剪板機(jī)，控制軸數(shù)較少，通常只能實(shí)現(xiàn)兩軸同步，應(yīng)用靈活性不強(qiáng)，不利于二次開發(fā)，且價(jià)格較高。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是要解決現(xiàn)有數(shù)控系統(tǒng)控制軸數(shù)較少，靈活性不強(qiáng)，成本高的問題，提供一種基于CAN總線技術(shù)的剪板機(jī)多軸同步控制系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的基于CAN總線技術(shù)的剪板機(jī)多軸同步控制系統(tǒng)，主要配置有上位IPC、現(xiàn)場PLC(包括CPU、AIOs、DIOs)、CAN總線通訊卡、伺服系統(tǒng)、遠(yuǎn)程控制模塊，特別是上位機(jī)IPC構(gòu)成系統(tǒng)的操作站，完成人機(jī)界面操作、數(shù)據(jù)圖形顯示、報(bào)警消息等功能；現(xiàn)場PLC構(gòu)成系統(tǒng)的底層控制站，完成生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)采集和過程控制；伺服系統(tǒng)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成各數(shù)控軸的精確控制；其中，上位機(jī)與PLC采用RS485接口連接，PLC與伺服系統(tǒng)及遠(yuǎn)程控制模塊采用CAN總線連接，各軸轉(zhuǎn)動(dòng)采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?qū)崟r(shí)控制的串行通信局域網(wǎng)絡(luò)，由于其高性能、高可靠性、實(shí)時(shí)性好及其獨(dú)特的設(shè)計(jì)，已廣泛應(yīng)用于控制系統(tǒng)中的各檢測和執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的數(shù)據(jù)通信，已在工控領(lǐng)域興起應(yīng)用熱潮。本控制系統(tǒng)有機(jī)的結(jié)合現(xiàn)場總線技術(shù)、PLC、DCS、伺服電機(jī)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的最新理論知識(shí)，采用硬件軟件化思想，以工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為控制核心，以現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡(luò)為紐帶，采用通用的控制模塊組成現(xiàn)場式控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)控制、監(jiān)測、管理一體化。該系統(tǒng)除了能夠滿足剪板機(jī)常規(guī)的刀架運(yùn)動(dòng)、剪切角、刀片間隙、剪切行程、托料等AIOs、DIOs控制以外，還能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的多軸同步運(yùn)動(dòng)控制功能，最多控制軸數(shù)高達(dá)64個(gè)，各軸均可進(jìn)行單步或同步控制，各軸的控制速度、定位距離、扭矩等參數(shù)都可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，運(yùn)行工步可以任意轉(zhuǎn)換，可完成各種復(fù)雜的板料定位、剪切、出料等控制，特別適用于自動(dòng)化程度較高的大型生產(chǎn)線。
本實(shí)用新型中采用虛擬主軸控制方式相對于傳統(tǒng)的實(shí)主軸控制方式執(zhí)行運(yùn)動(dòng)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。相對于實(shí)主軸控制方式，虛擬主軸方式在任何時(shí)刻都不會(huì)有我們所不期望旋轉(zhuǎn)速度的波動(dòng)。在虛擬主軸控制方式下，所有從軸通過主軸的時(shí)鐘信號(hào)以相同的掃描時(shí)間執(zhí)行同步，這種同不方式可以避免由于各個(gè)軸在不同時(shí)刻獲得給定而產(chǎn)生的誤差。
本實(shí)用新型的特點(diǎn)是1.系統(tǒng)開放性好，擴(kuò)展性強(qiáng)，應(yīng)用靈活，只要遵循CAN總線標(biāo)準(zhǔn)，就具有互操作性、互換性，從而大大提高了設(shè)備的集成能力，且PLC與上位機(jī)應(yīng)用靈活，可根據(jù)機(jī)床各種不同需求進(jìn)行編程，可性性高。2.可維護(hù)性好，通過CAN總線可以獲得大量豐富的現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)，具有現(xiàn)場級(jí)設(shè)備的在線故障診斷、報(bào)警、記錄功能，可完成現(xiàn)場設(shè)備的遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)定、修改等參數(shù)化工作，并且通過預(yù)留PROFIBUS檢修接口，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可維護(hù)性。同時(shí)，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(shè)備的安裝和更換。3.I/O分布性較好，由于采用分布式總線控制，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(xiàn)場設(shè)備附近，從而實(shí)現(xiàn)就地控制和通信，從而節(jié)省了大量的I/O電纜及由此造成的安裝費(fèi)用，降低了工程造價(jià)，具有良好的經(jīng)濟(jì)型。


圖1為本實(shí)用新型的電氣聯(lián)接示意圖2為系統(tǒng)的控制模塊示意圖。
具體實(shí)施方式
以本公司生產(chǎn)的一條剪折生產(chǎn)線為例，該生產(chǎn)線自動(dòng)化程度高，控制復(fù)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(jù)板料的參數(shù)，自動(dòng)選擇相應(yīng)的數(shù)控軸進(jìn)行不同方式的定位，整條生產(chǎn)線全自動(dòng)運(yùn)行?，F(xiàn)在市場上的通用性數(shù)控系統(tǒng)均不能滿足以上要求，本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)在該生產(chǎn)線上成功應(yīng)用，系統(tǒng)中配置有1臺(tái)IPC，2臺(tái)b maXX controller PLC可編程控制器，2臺(tái)遠(yuǎn)程控制器，13臺(tái)伺服控制器及電機(jī)，連接方式參見圖1。即上位IPC采用RS485接口與現(xiàn)場PLC連接，PLC與伺服系統(tǒng)及遠(yuǎn)程控制模塊采用CAN總線連接。根據(jù)機(jī)床各功能控制要求對人機(jī)界面及PLC進(jìn)行編程，PLC通過CAN總線，用虛擬主軸方式對各數(shù)控軸進(jìn)行同步控制，編輯模塊參見圖2，各數(shù)控軸還可以單獨(dú)控制，上位機(jī)通過人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，控制本地與遠(yuǎn)程數(shù)字量以及模擬量、數(shù)控軸的運(yùn)行等，對生產(chǎn)線的運(yùn)行程序及參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，同時(shí)還能實(shí)時(shí)顯示運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)送報(bào)警消息等。
權(quán)利要求1.基于CAN總線技術(shù)的剪板機(jī)多軸同步控制系統(tǒng)，主要配置有上位IPC、現(xiàn)場PLC、CAN總線通訊卡、伺服系統(tǒng)、遠(yuǎn)程控制模塊，其特征在于上位機(jī)IPC構(gòu)成系統(tǒng)的操作站，完成人機(jī)界面操作、數(shù)據(jù)圖形顯示、報(bào)警消息等功能；現(xiàn)場PLC構(gòu)成系統(tǒng)的底層控制站，完成生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)采集和過程控制；伺服系統(tǒng)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成各數(shù)控軸的精確控制；其中，上位機(jī)與PLC采用RS485接口連接，PLC與伺服系統(tǒng)及遠(yuǎn)程控制模塊采用CAN總線連接，各軸轉(zhuǎn)動(dòng)采用虛擬主軸方式同步。
專利摘要本實(shí)用新型基于CAN總線技術(shù)的剪板機(jī)多軸同步控制系統(tǒng)，主要配置有上位IPC、現(xiàn)場PLC、CAN總線通訊卡、伺服系統(tǒng)、遠(yuǎn)程控制模塊，特別是上位機(jī)IPC構(gòu)成系統(tǒng)的操作站，完成人機(jī)界面操作、數(shù)據(jù)圖形顯示、報(bào)警消息等功能；現(xiàn)場PLC構(gòu)成系統(tǒng)的底層控制站，完成生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)采集和過程控制；伺服系統(tǒng)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成各數(shù)控軸的精確控制；其中，上位機(jī)與PLC采用RS485接口連接，PLC與伺服系統(tǒng)及遠(yuǎn)程控制模塊采用CAN總線連接，各軸轉(zhuǎn)動(dòng)采用虛擬主軸方式同步；本實(shí)用新型解決了通用數(shù)控系統(tǒng)控制軸數(shù)較少，靈活性不強(qiáng)，成本高的問題，特別適合運(yùn)用于自動(dòng)化程度較高的數(shù)控剪板機(jī)。
文檔編號(hào)G05B19/418GK2893762SQ20062009524
公開日2007年4月25日 申請日期2006年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月27日
發(fā)明者周紅祥, 曾剛 申請人:湖北三環(huán)鍛壓機(jī)床有限公司