專利名稱：基于plc的糖果巧克力澆注夾心裱花設備編程控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于自動化控制系統(tǒng)，涉及一種基于PLC的運動控制系統(tǒng)，尤其是與一種 基于PLC的糖果巧克力澆注夾心裱花設備編程控制系統(tǒng)。
背景技術：
澆注夾心裱花設備是糖果巧克力生產中最普遍使用的用于產品成形的設備，目前 該類設備基本上是純機械的方式實現(xiàn)，只有簡單的驅動控制和操作控制，由于控制技術的 缺乏，該類設備的功能受到極大的限制，至今裱花生產仍然以手工方式完成，設備的落后極 大的限制了該行業(yè)的技術水平和技術進步。純機械的設備沒有柔性，功能單一，只能生產品種有限的產品，極大的限制了產品 設計師的創(chuàng)意，使得行業(yè)的技術水品、生產效益等受到限制。糖果澆注夾心裱花設備，只有澆注嘴能做空間3維運動，才能具有柔性，這樣才能 生產出品種豐富的產品，而且需要能夠簡單的編程，并能盡量多的以軟件方式實現(xiàn)各種需 要的功能，實際上本類設備需要一套功能強大的運動控制系統(tǒng)和軟件，才能實現(xiàn)各種各樣 的生產需求。而現(xiàn)有的運動控制系統(tǒng)是無法實現(xiàn)這些功能的，因為現(xiàn)有的運動控制系統(tǒng)是 以PC平臺的主控制器+運動控制卡(PC卡)或運動控制器實現(xiàn)，主控制器和運動控制是2 套獨立的系統(tǒng)，主控制器依靠PC平臺實現(xiàn)，其最大的缺點是PC系統(tǒng)眾所周知的不穩(wěn)定性， 尤其在工業(yè)現(xiàn)場復雜的電磁環(huán)境和廠房環(huán)境下，可靠性成為最大的問題，運動控制卡或運 動控制器，是一個封閉的系統(tǒng)，特殊需求所需要的更改變更是難以實現(xiàn)的，根本無法實現(xiàn)糖 果澆注夾心裱花設備的特殊而又復雜的需求。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的問題，提供一種基于PLC的糖果巧克力澆注夾心 裱花設備編程控制系統(tǒng)，以創(chuàng)新思維，開創(chuàng)性使用基于PLC的系統(tǒng)架構，驅動電機等全部選 用標準件，通用性好，易采購，可靠，易用，系統(tǒng)可方便擴展升級，價格便宜。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的解決方案是基于PLC的糖果巧克力澆注夾心裱花設備編程控制系統(tǒng)，系統(tǒng)包括控制箱安裝在機器上；控制箱電路板安裝在控制箱內；PLC硬件安裝在控制箱內，與控制箱電路板連接，其內安裝有PLC系統(tǒng)軟件、基于 PLC運動控制軟件包及澆注夾心裱花機編程軟件包；人機界面硬件與PLC硬件連接，其內安裝有人機界面軟件；XYZAB軸驅動器安裝在控制箱內，與控制箱電路板連接；操作按鈕安裝在控制箱內，與控制箱電路板連接；模具定位和輸送的驅動繼電器安裝在控制箱內，與控制箱電路板連接；物料溫度控制的驅動繼電器安裝在控制箱內，與控制箱電路板連接；
所述的運動控制系統(tǒng)還包括XYZAB軸電機設置在機器上，與XYZAB軸驅動器對應連接；位置測量元件設置在機器上，與控制箱電路板連接，包括XYZAB軸零點開關和限位開關；物料溫度檢測傳感器設置在機器上，與控制箱電路板連接。 控制系統(tǒng)軟件包括安裝在PLC硬件內存的PLC系統(tǒng)軟件、基于PLC運動控制軟件 包及澆注夾心裱花機編程軟件包；安裝在人機界面硬件內存中的人機界面系統(tǒng)軟件及人機 界面軟件。所述的控制系統(tǒng)的編程規(guī)則如下(1)坐標系本機澆注頭是X，Y，Z三坐標的，有固定的坐標方向及零點；(2)坐標零點零點是指坐標軸的機械零點，依機械結構而確定，不可人為定義；(3)坐標原點可指定“+行程”和“_行程”范圍內的任一點為坐標原點，原點是可以隨時人為定 義的；機器自動運行時，將以“原點”作為所有尺寸的計算零點和運動的起點；(4)步長澆注嘴的運動是以步長為單位，一步一步的走的，步長的最小單位為0. 1毫米，在 圖案輸入過程中，步長的值是可以設定的，設定的原則是，對于直線、折線步長盡量設的大 些，以節(jié)約內存的占用，對于園、弧、曲線，步長的大小直接關系線的光滑程度，步長越小，走 出的線越光滑，但占用內存越大，步長約大，走出的線越粗糙，但占用內存越小，所以輸入時 因根據(jù)圖案的具體情況合理設定步長；(5)線寬澆注嘴給料的大小，是由設定的線寬值決定的，澆注嘴走出的線的軌跡的寬度 (直徑)也就是所設定的線寬(線直徑)值；線寬值的設定要根據(jù)澆注嘴的口徑，并稍大于口徑為宜；(6)段數(shù)據(jù)任意的圖案或文字是由一段一段的圖元素組成的，包括直線、園、弧、曲線、折線、 點、輔助功能，這些一段一段的圖元素的參數(shù)值存起來就是段數(shù)據(jù)，段數(shù)據(jù)是在圖案或文字 輸入時保存起來的，保存的段數(shù)據(jù)可以在段編輯畫面進行編輯；(7)點數(shù)據(jù)根據(jù)段數(shù)據(jù)所生成的一步一步的數(shù)據(jù)就是點數(shù)據(jù)，每一步的數(shù)據(jù)就叫一個點的數(shù) 據(jù)；每一個點的數(shù)據(jù)在點編輯畫面是可以編輯的；澆注嘴就是按照每一點的數(shù)據(jù)，一步一步的運動的；(8)圖元素任意的圖案或文字是由圖元素組成的，圖元素包括直線、園、弧、曲線、折線、點；(9)輔助功能
每一個輔助功能是一組動作的集合，如“回抽+拉斷”，就是澆注泵按設定的參數(shù) 回抽的同時，澆注嘴按設定的參數(shù)執(zhí)行拉斷動作。輔助功能相當于特殊的圖元素，不一定能 生成圖案，在邏輯上是和圖元素相同的，在錄入時也是和圖元素一起錄入的；(IO)AB軸路徑限制根據(jù)當前所設定的線寬，AB泵抽滿1活塞缸的料，所能裱出的線條的總長度；在錄入圖案的過程中，應注意參考該值，在該值范圍內，注意提前在合適的位置 (如線型變換、拐彎處、角落處)插入AB的回原點功能，否則，系統(tǒng)會在AB泵走到頭后自動 插入回原點功能，AB泵回原點時，澆注嘴的移動會暫停，如果在線條的中間，可能會影響線 條的美觀；(11)編程限定段數(shù)據(jù)限定4000字節(jié)點數(shù)據(jù)限定1100點(步)單段曲線輸入限定160段，生成點限定500點(步)點、折線輸入限定500段當系統(tǒng)出現(xiàn)“數(shù)據(jù)溢出”錯誤提示時，注意檢查編程限定；(12)編程原理我們在這里所說的“編程”，就是澆注圖案的錄入，錄入的方法就是，以澆注嘴作為 畫筆，在澆注空間描述出所要澆注的畫面，畫筆的3維移動，靠觸摸屏上的“移動按鈕”控 制，圖案的錄入基礎，就是前面所講的“圖元素”的概念，澆注量的控制，就是前面所說的“線 寬”的概念；(13)單獨加工/組合加工對于特別復雜的產品，可以用“層”的概念，將產品劃分成幾個部分，各個部分單獨 錄入、調試、保存，然后將各個部分組合起來，就是完整的產品了。組合的最大數(shù)為9個，組 合的順序為從左向右的順序；所述的控制系統(tǒng)的編程及控制方法是基于PLC的運動控制軟件包，澆注夾心裱花編程控制軟件包，安裝在PLC內存，人 機界面軟件安裝在人機界面內存，PLC與人機界面之間的硬件連接是RS232標準通信方式； 人機界面軟件負責和完成畫面顯示及操作動作的接收和與PLC的通信傳送，基于PLC的運 動控制軟件包，澆注夾心裱花編程控制軟件包負責和完成圖案錄入、圖案編輯、加工數(shù)據(jù)的 自動生成、加工數(shù)據(jù)編輯、機器的操作控制；圖案的錄入，支持的圖案元素包括點、直線、3點圓弧、3點圓、折線、多點曲線、輔 助功能包括暫停，回抽，拉斷，回抽+拉斷，等待，填充，模板進1格，暫停+模板進1格，AB回 零，XYZ回零，AB回原點，XYZ回原點，ABXYZ回原點，路徑支持直線、Z字、波浪；編輯，支持段編輯(圖案編輯)和點編輯(加工數(shù)據(jù)編輯)；存儲，錄入和生成的數(shù)據(jù)存儲在PLC內，斷電保持，可存儲9個產品的數(shù)據(jù)；機器操作和控制，XYZAB電機為伺服電機，PLC通過脈沖方式控制XYZAB軸電機的 驅動器，電機驅動器控制電機。操作部分包括啟動，停止，緊急停止，點動，前后倒車，速度設 定。控制系統(tǒng)的工作流程如下
(1)回零，即讓澆注嘴回到零點；(2)設定和定義原點；(3)圖案錄入以圖素為單位，逐步錄入全部的圖素；(4)圖案編輯錄入的圖案試顯示；(5)加工數(shù)據(jù)的生成編輯好的圖案，自動生成加工數(shù)據(jù)；(6)加工數(shù)據(jù)編輯生成好的加工數(shù)據(jù)可以編輯修改；(7)工作機器可根據(jù)加工數(shù)據(jù)自動完成澆注夾心裱花工作，具體工作方法是機器啟動后，模具由輸送帶輸送到澆注嘴下，輸送帶停止，模具 自動定位，然后澆注嘴根據(jù)加工數(shù)據(jù)自動完成澆注夾心裱花過程，在澆注夾心裱花過程，可 暫停、點動退車、點動進車，澆注夾心裱花過程完成后，模具松開，輸送帶啟動，將完成的模 具送出，等待下一個模具的進入。所述的控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結構為圖案錄入后所形成的數(shù)據(jù)稱為段數(shù)據(jù)，即圖案所 包含的所有圖素的關鍵點數(shù)據(jù)，段數(shù)據(jù)可以通過段編輯功能進行修改。圖案生成后形成的 加工數(shù)據(jù)稱為點數(shù)據(jù)，點數(shù)據(jù)就是澆注嘴的運行點數(shù)據(jù)集，點數(shù)據(jù)可以通過點編輯功能進 行修改。所述的控制箱電路板為一塊用于分配、連接、轉接所有的信號線PCB電路板，電路 板上包括8組端子組，8組端子組分別用于連接PLC硬件，X軸驅動器，Y軸驅動器，Z軸驅 動器，A軸驅動，B軸驅動器，位置測量，AB物料溫度傳感器，模具定位和輸送傳感器，AB溫 度控制驅動繼電器，模具定位和輸送驅動繼電器。采用上述技術方案，由于PLC是針對于工業(yè)現(xiàn)場應用而開發(fā)的，所以其可靠性是 不容質疑的，并得到所有使用者的認可，PLC的芯片和系統(tǒng)雖然是專用的和封閉的，但其 提供給開發(fā)者的平臺是非常開放和友好的，也是非常容易使用的，PLC行業(yè)是非常成熟的 產業(yè)，競爭充分，所以不存在壟斷，價格合理，貨源充足，隨著微電子技術和芯片設計制造 技術的進步，PLC的技術也隨之進步，現(xiàn)在的PLC已不是傳統(tǒng)意義上的“program logic controller”，而是基于專用芯片，運行速度快，具有強大計算能力，并內置了高速計數(shù)器、 脈沖輸出、通信、模擬量處理等等的工業(yè)應用中常用的功能。但是PLC在人們的觀念里仍然 是不適合做大量計算、人機交互、繪圖、運動控制等，其原因在于，PLC提供的編程工具和PC 平臺上的編程工具風格迥異，比如，PLC的內存是線型實地址，PC是虛擬地址，PLC只有簡 單的算數(shù)函數(shù)，而PC具有全面的計算函數(shù)，PLC沒有繪圖、人機交互的函數(shù)工具，而PC這方 面的功能強大，等等。我們經過深入的研究，覺得所有的問題在于PLC與人們之間缺少一個 橋梁，而這個橋梁主要是依賴于數(shù)學和數(shù)字邏輯及最基礎的內存管理方面的，所以，我們通 過一系列的數(shù)學工具和算法，和經過深入研究而得到的內存管理方面的技術和方法，編制 了一套程序，使PLC能方便的計算、人機交互，并能完成運動控制所需要的復雜的插補計算 等，所有這些內容經封裝后，構成“基于PLC運動控制軟件包”，和PLC捆綁，就使PLC變身為 具有強大功能的運動控制平臺了。本發(fā)明的“糖果巧克力澆注夾心裱花設備控制系統(tǒng)”就是基于該平臺開發(fā)的具有 如下功能1.人機交互即圖案的錄入、編輯、儲存，支持的圖案元素包括點、直線、3點圓 弧、3點圓、折線、多點曲線、特殊功能(回抽，拉斷，暫停，等待，空送，填充，回零，回原點等)，編輯有段編輯和點編輯。2.操作控制完成機器的控制、調試、操作，包括啟動，停止，緊急停止，點動，前后 倒車(沿澆注軌跡)，澆注嘴點動，澆注泵點動，速度設定，等等。3.驅動具有5軸驅動控制能力，分別控制XYZ 3個坐標軸和AB 2個澆注泵。4. CAD圖生成的GM代碼接收功能(通過USB)。5.輸入數(shù)據(jù)的USB拷貝功能。


圖1是本發(fā)明系統(tǒng)架構圖2是本發(fā)明軟件結構圖3是本發(fā)明工作流程圖4是本發(fā)明數(shù)據(jù)結構圖5是本發(fā)明電路板結構圖6是本發(fā)明坐標系示意圖7是本發(fā)明坐標零點結構圖
圖8是本發(fā)明編程流程具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。如圖1-圖8所示，基于PLC的糖果巧克力澆注夾心裱花設備編程控制系統(tǒng)，系統(tǒng) 包括控制箱1 安裝在機器上；控制箱電路板2 安裝在控制箱1內；PLC硬件3 安裝在控 制箱1內，與控制箱電路板2連接，其內安裝有PLC系統(tǒng)軟件31、基于PLC運動控制軟件包 32及澆注夾心裱花機編程軟件包33 ；人機界面硬件4 與PLC硬件3連接，其內安裝有人機 界面軟件41 ；XYZAB軸驅動器5 安裝在控制箱1內，與控制箱電路板2連接；操作按鈕6 安裝在控制箱1內，與控制箱電路板2連接；模具定位和輸送的驅動繼電器7 安裝在控制 箱1內，與控制箱電路板2連接；物料溫度控制的驅動繼電器8 安裝在控制箱1內，與控制 箱電路板2連接；所述的運動控制系統(tǒng)還包括=XYZAB軸電機9 設置在機器上，與XYZAB軸 驅動器5對應連接；位置測量元件10 設置在機器上，與控制箱電路板2連接，包括XYZAB 軸零點開關和限位開關；物料溫度檢測傳感器11 設置在機器上，與控制箱電路板2連接。所述的控制系統(tǒng)軟件包括安裝在PLC硬件3內存的PLC系統(tǒng)軟件31、基于PLC運 動控制軟件包32及澆注夾心裱花機編程軟件包33 ；安裝在人機界面硬件4內存中的人機 界面系統(tǒng)軟件41及人機界面軟件42。在系統(tǒng)編程時，要遵循如下的編程規(guī)則(1)坐標系本機澆注頭是X，Y，Z三坐標的，有固定的坐標方向及零點；(2)坐標零點零點是指坐標軸的機械零點，依機械結構而確定，不可人為定義；(3)坐標原點可指定“+行程”和“_行程”范圍內的任一點為坐標原點，原點是可以隨時人為定義的；機器自動運行時，將以“原點”作為所有尺寸的計算零點和運動的起點；(4)步長:澆注嘴的運動是以步長為單位，一步一步的走的，步長的最小單位為0. 1毫米，在 圖案輸入過程中，步長的值是可以設定的，設定的原則是，對于直線、折線步長盡量設的大 些，以節(jié)約內存的占用，對于園、弧、曲線，步長的大小直接關系線的光滑程度，步長越小，走 出的線越光滑，但占用內存越大，步長越大，走出的線越粗糙，但占用內存越小，所以輸入時 因根據(jù)圖案的具體情況合理設定步長；(5)線寬:澆注嘴給料的大小，是由設定的線寬值決定的，澆注嘴走出的線的軌跡的寬度 (直徑)也就是所設定的線寬(線直徑)值；線寬值的設定要根據(jù)澆注嘴的口徑，并稍大于口徑為宜；(6)段數(shù)據(jù)任意的圖案或文字是由一段一段的圖元素組成的，包括直線、園、弧、曲線、折線、 點、輔助功能，這些一段一段的圖元素的參數(shù)值存起來就是段數(shù)據(jù)，段數(shù)據(jù)是在圖案或文字 輸入時保存起來的，保存的段數(shù)據(jù)可以在段編輯畫面進行編輯；(7)點數(shù)據(jù)根據(jù)段數(shù)據(jù)所生成的一步一步的數(shù)據(jù)就是點數(shù)據(jù)，每一步的數(shù)據(jù)就叫一個點的數(shù) 據(jù)；每一個點的數(shù)據(jù)在點編輯畫面是可以編輯的；澆注嘴就是按照每一點的數(shù)據(jù)，一步一步的運動的；(8)圖元素任意的圖案或文字是由圖元素組成的，圖元素包括直線、園、弧、曲線、折線、點；(9)輔助功能:每一個輔助功能是一組動作的集合，如“回抽+拉斷”，就是澆注泵按設定的參數(shù) 回抽的同時，澆注嘴按設定的參數(shù)執(zhí)行拉斷動作。輔助功能相當于特殊的圖元素，不一定能 生成圖案，在邏輯上是和圖元素相同的，在錄入時也是和圖元素一起錄入的；(IO)AB軸路徑限制根據(jù)當前所設定的線寬，AB泵抽滿1活塞缸的料，所能裱出的線條的總長度；在錄入圖案的過程中，應注意參考該值，在該值范圍內，注意提前在合適的位置 (如線型變換、拐彎處、角落處)插入AB的回原點功能，否則，系統(tǒng)會在AB泵走到頭后自動 插入回原點功能，AB泵回原點時，澆注嘴的移動會暫停，如果在線條的中間，可能會影響線 條的美觀；(11)編程限定:段數(shù)據(jù)限定4000字節(jié)點數(shù)據(jù)限定1100點(步)單段曲線輸入限定160段，生成點限定500點(步)點、折線輸入限定500段當系統(tǒng)出現(xiàn)“數(shù)據(jù)溢出”錯誤提示時，注意檢查編程限定；
(12)編程原理我們在這里所說的“編程”，就是澆注圖案的錄入，錄入的方法就是，以澆注嘴作為 畫筆，在澆注空間描述出所要澆注的畫面，畫筆的3維移動，靠觸摸屏上的“移動按鈕”控 制，圖案的錄入基礎，就是前面所講的“圖元素”的概念，澆注量的控制，就是前面所說的“線 寬”的概念；(1 單獨加工/組合加工對于特別復雜的產品，可以用“層”的概念，將產品劃分成幾個部分，各個部分單獨 錄入、調試、保存，然后將各個部分組合起來，就是完整的產品了。組合的最大數(shù)為9個，組 合的順序為從左向右的順序；所述的控制系統(tǒng)的編程及控制方法是基于PLC的運動控制軟件包，澆注夾心裱花編程控制軟件包，安裝在PLC內存，人 機界面軟件安裝在人機界面內存，PLC與人機界面之間的硬件連接是RS232標準通信方式； 人機界面軟件負責和完成畫面顯示及操作動作的接收和與PLC的通信傳送，基于PLC的運 動控制軟件包，澆注夾心裱花編程控制軟件包負責和完成圖案錄入、圖案編輯、加工數(shù)據(jù)的 自動生成、加工數(shù)據(jù)編輯、機器的操作控制；圖案的錄入，支持的圖案元素包括點、直線、3點圓弧、3點圓、折線、多點曲線、輔 助功能包括暫停，回抽，拉斷，回抽+拉斷，等待，填充，模板進1格，暫停+模板進1格，AB回 零，XYZ回零，AB回原點，XYZ回原點，ABXYZ回原點，路徑支持直線、Z字、波浪；編輯，支持段編輯(圖案編輯)和點編輯(加工數(shù)據(jù)編輯)；存儲，錄入和生成的數(shù)據(jù)存儲在PLC內，斷電保持，可存儲9個產品的數(shù)據(jù)；機器操作和控制，XYZAB電機為伺服電機，PLC通過脈沖方式控制XYZAB軸電機的 驅動器，電機驅動器控制電機。操作部分包括啟動，停止，緊急停止，點動，前后倒車，速度設 定?？刂葡到y(tǒng)的工作流程如下(1)回零，即讓澆注嘴回到零點；(2)設定和定義原點；(3)圖案錄入以圖素為單位，逐步錄入全部的圖素；(4)圖案編輯錄入的圖案試顯示；(5)加工數(shù)據(jù)的生成編輯好的圖案，自動生成加工數(shù)據(jù)；(6)加工數(shù)據(jù)編輯生成好的加工數(shù)據(jù)可以編輯修改；(7)工作機器可根據(jù)加工數(shù)據(jù)自動完成澆注夾心裱花工作，具體工作方法是機 器啟動后，模具由輸送帶輸送到澆注嘴下，輸送帶停止，模具自動定位，然后澆注嘴根據(jù)加 工數(shù)據(jù)自動完成澆注夾心裱花過程，在澆注夾心裱花過程，可暫停、點動退車、點動進車，澆 注夾心裱花過程完成后，模具松開，輸送帶啟動，將完成的模具送出，等待下一個模具的進 入。所述的控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結構為圖案錄入后所形成的數(shù)據(jù)稱為段數(shù)據(jù)，即圖案所 包含的所有圖素的關鍵點數(shù)據(jù)，段數(shù)據(jù)可以通過段編輯功能進行修改。圖案生成后形成的 加工數(shù)據(jù)稱為點數(shù)據(jù)，點數(shù)據(jù)就是澆注嘴的運行點數(shù)據(jù)集，點數(shù)據(jù)可以通過點編輯功能進 行修改。
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所述的控制箱電路板2為一塊用于分配、連接、轉接所有的信號線PCB電路板，電 路板上包括8組端子組21、22、23、24、25、26、27、28，8組端子組分別用于連接PLC硬件，其 連接端子共135個；X軸驅動器，其連接端子共27個；Y軸驅動器，其連接端子共27個；Z軸 驅動器，其連接端子共27個；A軸驅動，其連接端子共27個；B軸驅動器，其連接端子共27 個；位置測量，其連接端子共45個；AB物料溫度傳感器，模具定位和輸送傳感器，AB溫度控 制驅動繼電器，模具定位和輸送驅動繼電器，其連接端子共45個。采用上述技術方案，本發(fā)明具有如下功能1、人機交互即圖案的錄入、編輯、儲存，支持的圖案元素包括點、直線、3點圓 弧、3點圓、折線、多點曲線、特殊功能(回抽，拉斷，暫停，等待，空送，填充，回零，回原點 等)，編輯有段編輯和點編輯。2、操作控制完成機器的控制、調試、操作，包括啟動，停止，緊急停止，點動，前后 倒車(澆注軌跡)，澆注嘴點動，澆注泵點動，速度設定，等等。3、驅動具有5軸驅動控制能力，分別控制XYZ 3個坐標軸和AB 2個澆注泵。4、CAD圖生成的GM代碼接收功能(通過USB)。5、輸入數(shù)據(jù)的USB拷貝功能。
權利要求
1.基于PLC的糖果巧克力澆注夾心裱花設備編程控制系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)包括 控制箱安裝在機器上；控制箱電路板安裝在控制箱內；PLC硬件安裝在控制箱內，與控制箱電路板連接，其內安裝有PLC系統(tǒng)軟件、基于PLC 運動控制軟件包及澆注夾心裱花機編程軟件包；人機界面硬件與PLC硬件連接，其內安裝有人機界面軟件； XYZAB軸驅動器安裝在控制箱內，與控制箱電路板連接； 操作按鈕安裝在控制箱內，與控制箱電路板連接； 模具定位和輸送的驅動繼電器安裝在控制箱內，與控制箱電路板連接； 物料溫度控制的驅動繼電器安裝在控制箱內，與控制箱電路板連接； 所述的運動控制系統(tǒng)還包括XYZAB軸電機設置在機器上，與XYZAB軸驅動器對應連接；位置測量元件設置在機器上，與控制箱電路板連接，包括XYZAB軸零點開關和限位開關；物料溫度檢測傳感器設置在機器上，與控制箱電路板連接。
2.如權利要求1所述的基于PLC的糖果巧克力澆注夾心裱花設備編程控制系統(tǒng)，其特 征在于控制系統(tǒng)軟件包括安裝在PLC硬件內存的PLC系統(tǒng)軟件、基于PLC運動控制軟件 包及澆注夾心裱花機編程軟件包；安裝在人機界面硬件內存中的人機界面系統(tǒng)軟件及人機 界面軟件。
3.如權利要求1或2所述的基于PLC的糖果巧克力澆注夾心裱花設備編程控制系統(tǒng)， 其特征在于所述的控制系統(tǒng)的編程規(guī)則如下(1)坐標系本機澆注頭是X，Y，Z三坐標的，有固定的坐標方向及零點；(2)坐標零點零點是指坐標軸的機械零點，依機械結構而確定，不可人為定義；(3)坐標原點可指定“+行程”和“_行程”范圍內的任一點為坐標原點，原點是可以隨時人為定義的； 機器自動運行時，將以“原點”作為所有尺寸的計算零點和運動的起點；(4)步長澆注嘴的運動是以步長為單位，一步一步的走的，步長的最小單位為0. 1毫米，在圖案 輸入過程中，步長的值是可以設定的，設定的原則是，對于直線、折線步長盡量設的大些，以 節(jié)約內存的占用，對于園、弧、曲線，步長的大小直接關系線的光滑程度，步長越小，走出的 線越光滑，但占用內存越大，步長越大，走出的線越粗糙，但占用內存越小，所以輸入時因根 據(jù)圖案的具體情況合理設定步長；(5)線寬澆注嘴給料的大小，是由設定的線寬值決定的，澆注嘴走出的線的軌跡的寬度(直徑) 也就是所設定的線寬(線直徑)值；線寬值的設定要根據(jù)澆注嘴的口徑，并稍大于口徑為宜；(6)段數(shù)據(jù)任意的圖案或文字是由一段一段的圖元素組成的，包括直線、園、弧、曲線、折線、點、輔 助功能，這些一段一段的圖元素的參數(shù)值存起來就是段數(shù)據(jù)，段數(shù)據(jù)是在圖案或文字輸入 時保存起來的，保存的段數(shù)據(jù)可以在段編輯畫面進行編輯；(7)點數(shù)據(jù)根據(jù)段數(shù)據(jù)所生成的一步一步的數(shù)據(jù)就是點數(shù)據(jù)，每一步的數(shù)據(jù)就叫一個點的數(shù)據(jù)； 每一個點的數(shù)據(jù)在點編輯畫面是可以編輯的； 澆注嘴就是按照每一點的數(shù)據(jù)，一步一步的運動的；(8)圖元素任意的圖案或文字是由圖元素組成的，圖元素包括直線、園、弧、曲線、折線、點；(9)輔助功能每一個輔助功能是一組動作的集合，如“回抽+拉斷”，就是澆注泵按設定的參數(shù)回抽 的同時，澆注嘴按設定的參數(shù)執(zhí)行拉斷動作。輔助功能相當于特殊的圖元素，不一定能生成 圖案，在邏輯上是和圖元素相同的，在錄入時也是和圖元素一起錄入的；(10)AB軸路徑限制根據(jù)當前所設定的線寬，AB泵抽滿1活塞缸的料，所能裱出的線條的總長度； 在錄入圖案的過程中，應注意參考該值，在該值范圍內，注意提前在合適的位置(如線 型變換、拐彎處、角落處)插入AB的回原點功能，否則，系統(tǒng)會在AB泵走到頭后自動插入回 原點功能，AB泵回原點時，澆注嘴的移動會暫停，如果在線條的中間，可能會影響線條的美 觀；(11)編程限定 段數(shù)據(jù)限定4000字節(jié) 點數(shù)據(jù)限定1100點(步)單段曲線輸入限定160段，生成點限定500點(步) 點、折線輸入限定500段當系統(tǒng)出現(xiàn)“數(shù)據(jù)溢出”錯誤提示時，注意檢查編程限定；(12)編程原理我們在這里所說的“編程”，就是澆注圖案的錄入，錄入的方法就是，以澆注嘴作為畫 筆，在澆注空間描述出所要澆注的畫面，畫筆的3維移動，靠觸摸屏上的“移動按鈕”控制， 圖案的錄入基礎，就是前面所講的“圖元素”的概念，澆注量的控制，就是前面所說的“線 寬”的概念；(13)單獨加工/組合加工對于特別復雜的產品，可以用“層”的概念，將產品劃分成幾個部分，各個部分單獨錄 入、調試、保存，然后將各個部分組合起來，就是完整的產品了。組合的最大數(shù)為9個，組合 的順序為從左向右的順序。
4.如權利要求1或2所述的基于PLC的糖果巧克力澆注夾心裱花設備編程控制系統(tǒng)， 其特征在于所述的控制系統(tǒng)的編程及控制方法是基于PLC的運動控制軟件包，澆注夾心裱花編程控制軟件包，安裝在PLC內存，人機界 面軟件安裝在人機界面內存，PLC與人機界面之間的硬件連接是RS232標準通信方式；人機 界面軟件負責和完成畫面顯示及操作動作的接收和與PLC的通信傳送，基于PLC的運動控制軟件包，澆注夾心裱花編程控制軟件包負責和完成圖案錄入、圖案編輯、加工數(shù)據(jù)的自動 生成、加工數(shù)據(jù)編輯、機器的操作控制；圖案的錄入，支持的圖案元素包括點、直線、3點圓弧、3點圓、折線、多點曲線、輔助功 能包括暫停，回抽，拉斷，回抽+拉斷，等待，填充，模板進1格，暫停+模板進1格，AB回零， XYZ回零，AB回原點，XYZ回原點，ABXYZ回原點，路徑支持直線、Z字、波浪；編輯，支持段編輯(圖案編輯)和點編輯(加工數(shù)據(jù)編輯)；存儲，錄入和生成的數(shù)據(jù)存儲在PLC內，斷電保持，可存儲9個產品的數(shù)據(jù)。機器操作和控制，XYZAB電機為伺服電機，PLC通過脈沖方式控制XYZAB軸電機的驅動 器，電機驅動器控制電機。操作部分包括啟動，停止，緊急停止，點動，前后倒車，速度設定。
5.如權利要求1或2所述的基于PLC的糖果巧克力澆注夾心裱花設備編程控制系統(tǒng)， 其特征在于控制系統(tǒng)的工作流程如下(1)回零，即讓澆注嘴回到零點；(2)設定和定義原點；(3)圖案錄入以圖素為單位，逐步錄入全部的圖素；(4)圖案編輯錄入的圖案試顯示；(5)加工數(shù)據(jù)的生成編輯好的圖案，自動生成加工數(shù)據(jù)；(6)加工數(shù)據(jù)編輯生成好的加工數(shù)據(jù)可以編輯修改；(7)工作機器可根據(jù)加工數(shù)據(jù)自動完成澆注夾心裱花工作，具體工作方法是機器啟 動后，模具由輸送帶輸送到澆注嘴下，輸送帶停止，模具自動定位，然后澆注嘴根據(jù)加工數(shù) 據(jù)自動完成澆注夾心裱花過程，在澆注夾心裱花過程，可暫停、點動退車、點動進車，澆注夾 心裱花過程完成后，模具松開，輸送帶啟動，將完成的模具送出，等待下一個模具的進入。
6.如權利要求1或2所述的基于PLC的糖果巧克力澆注夾心裱花設備編程控制系統(tǒng)， 其特征在于所述的控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結構為圖案錄入后所形成的數(shù)據(jù)稱為段數(shù)據(jù)，即圖 案所包含的所有圖素的關鍵點數(shù)據(jù)，段數(shù)據(jù)可以通過段編輯功能進行修改。圖案生成后形 成的加工數(shù)據(jù)稱為點數(shù)據(jù)，點數(shù)據(jù)就是澆注嘴的運行點數(shù)據(jù)集，點數(shù)據(jù)可以通過點編輯功 能進行修改。
7.如權利要求1或2所述的基于PLC的糖果巧克力澆注夾心裱花設備編程控制系統(tǒng)， 其特征在于所述的控制箱電路板為一塊用于分配、連接、轉接所有的信號線PCB電路板， 電路板上包括8組端子組，8組端子組分別用于連接PLC硬件，X軸驅動器，Y軸驅動器，Z軸 驅動器，A軸驅動，B軸驅動器，位置測量，AB物料溫度傳感器，模具定位和輸送傳感器，AB 溫度控制驅動繼電器，模具定位和輸送驅動繼電器。
全文摘要
基于PLC的糖果巧克力澆注夾心裱花設備編程控制系統(tǒng)，系統(tǒng)包括控制箱；控制箱電路板安裝在控制箱內PLC硬件安裝在控制箱內，與控制箱電路板連接；人機界面硬件與PLC硬件連接；XYZAB軸驅動器安裝在控制箱內，與控制箱電路板連接；操作按鈕安裝在控制箱內，與控制箱電路板連接；模具定位和輸送的驅動繼電器安裝在控制箱內，與控制箱電路板連接；物料溫度控制的驅動繼電器安裝在控制箱內，與控制箱電路板連接；還包括設置在機器上的XYZAB軸電機；位置測量元件；物料溫度檢測傳感器；以創(chuàng)新思維，開創(chuàng)性使用基于PLC的系統(tǒng)架構，驅動電機等全部選用標準件，通用性好，易采購，可靠，易用，系統(tǒng)可方便擴展升級，價格便宜。
文檔編號G05B19/414GK102122148SQ201010044819
公開日2011年7月13日 申請日期2010年1月8日 優(yōu)先權日2010年1月8日
發(fā)明者李乃剛, 楊東生 申請人:廈門至工機電有限公司