基于PC和PLC的繞線機數(shù)控系統(tǒng)研究

1、基于PC 和PLC 的繞線機數(shù)控系統(tǒng)研究劉小勇, 方海燕, 喬雪濤, 關(guān) 勇, 溫 和 (西安理工大學, 710048摘要:本文介紹了一種基于P C-P L C 雙機控制的數(shù)控繞線系統(tǒng)。一方面, 上位機采用面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù), 提供了友好的人機界面, 實現(xiàn)了繞線工藝的可編程化; 另一方面, 下位機采用P L C 驅(qū)動執(zhí)行器和接收控制信號, 提高了系統(tǒng)可靠性。實踐證明, 上述控制系統(tǒng)應(yīng)用于繞線機具有操作簡單, 運行可靠, 工藝參數(shù)修改方便, 自動化程度高等優(yōu)點。關(guān)鍵詞:繞線機; P C-PL C 控制; 柔性中圖分類號:T P 391 8 文獻標識碼:B 文章編號:1004-0420(2004

2、01-0046-02Research on numerical control system of coilingmachine based on PC -PLCLIU Xiao -yong , FANG H ai-yan, Q IAO Xue-tao, GUAN Yong , WEN H e(Xi an U niv ersity of T echnolog y, 710048Abstract:A PC-P L C numerical contr ol sy st em is discussed in t his paper. O n t he one ha nd, O OP (O bject

3、 Or ient ed Pr og ramm ing , techno log y is applied in the M aster, i. e. PC. F riendly interface is offered, and prog ra mmability of coiling process is realized. O n the other hand, P L C is used as the slav e that driv es the end effector and r eceives contr ol signals. A ll of this im pr oves t

4、he reliability o f the co ntro l sy st em. T he pr actice pr ov es that t his cont rol sy stem can be employ ed well in coiling machine for hav ing adv antages of operating easily, hig h automat izatio n deg ree. P rocess pa ra meters ca n be modified conv enient ly.Key words:coiling machine; P C-PL

5、 C contr ol; flex ibility0 前言可編程控制器(以下簡稱PLC 由于其可編程性好, 能適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境, 抗干擾能力強, 可靠性高, 故在工業(yè)控制中應(yīng)用十分廣泛。工業(yè)控制計算機(以下簡稱PC 具有人機界面好, 編程軟件豐富, 外圍設(shè)備標準化程度高等優(yōu)點。以PLC 為下位機, PC 為上位機的雙機控制模式結(jié)合了各自的優(yōu)點, 提高了控制能力和可靠性, 能應(yīng)用于多種線圈骨架的自動化繞制, 具有很大的柔性, 因此將PC-PLC 雙機控制模式應(yīng)用于繞線機控制, 完全能滿足要求, 且具有操作簡單, 運行可靠, 工藝參數(shù)修改方便, 自動化程度高等優(yōu)點。1 繞線機的控制要求圖1所示為槽

6、式繞線機主運動簡圖。系統(tǒng)的繞線主要有飛叉的轉(zhuǎn)動和軸的進給兩個運動。飛叉旋轉(zhuǎn)帶動線繞到骨架上, 同時為了使線均勻的繞到工件上, 軸還需以一定速度進給。當?shù)谝徊劾@完, 線要完成跳槽動作, 即穿過槽壁上的小間隙, 到達第二槽。由于間隙很小, 要求飛叉和軸的相對運動精度很高。當繞完一個骨架時, 飛叉和軸互動, 將線栓在栓馬樁上, 作為下一個線圈骨架的起始線端, 然后自動剪線機構(gòu)動作, 完成剪線。圖1 繞線機結(jié)構(gòu)簡圖2 控制系統(tǒng)的實現(xiàn)2 1 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計機床電器2004. 1計算機! P L C 應(yīng)用 基于P C 和P L C 的繞線機數(shù)控系統(tǒng)研究本系統(tǒng)采用兩臺伺服電機分別控制飛叉的旋轉(zhuǎn)和軸的進給運

7、動。伺服機采用位置環(huán)控制, 系統(tǒng)通過在電機軸頭的光電編碼器利用可編程控制器8253芯片對脈沖進行計數(shù), 測定電機轉(zhuǎn)動的角度和圈數(shù)。PLC 采用美國I PM 公司的IP1612。在系統(tǒng)運行過程中, 各種運動信號由PLC 采集, 并通過RS232上傳到PC 機。根據(jù)不同的信號, PC 機發(fā)出指令控制伺服電機的運動和PLC 輸出, 進而控制夾緊裝置和剪線機構(gòu)的運動?？刂瓶驁D如圖2所示。為調(diào)整、維修方便, 還設(shè)置了方式選擇開關(guān):手動和自動。手動狀態(tài)下, 通過按鈕控制各機構(gòu)的運動, 來完成繞線的動作, 可作調(diào)整、維修設(shè)備之用; 自動狀態(tài)下, 由設(shè)備按繞線程序自動完成夾緊骨架、繞線、栓線、剪線和松開骨 架

8、的動作。圖2 繞線機控制框圖2 2 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計為了使設(shè)備操作方便, 靈活, 且具有柔性, 程序中設(shè)有三種狀態(tài):編輯狀態(tài), 手動狀態(tài), 自動狀態(tài)。在編輯狀態(tài)下, 用戶可按不同的線圈骨架及繞線要求編輯繞線程序, 使設(shè)備能適合多種線圈骨架的繞制, 以提高設(shè)備的柔性。手動狀態(tài)下, 用戶通過手動按鈕控制各執(zhí)行器的動作, 用點動方式來完成繞線運動。自動狀態(tài)下, 又分為單步和連續(xù)狀態(tài)。單步執(zhí)行時, 用戶每按一次回車鍵, 程序執(zhí)行一步, 這樣可方便用戶調(diào)整繞線動作, 使線圈繞制符合要求; 連續(xù)執(zhí)行時, 設(shè)備按用戶編制的程序自動完成線圈的繞制。主程序流程如圖3所 示。圖3 主程序流程圖3 結(jié)論本文提出的基于PC-PLC 的繞線機數(shù)控系統(tǒng), 不僅可提高繞線機的可靠性, 而且繞線工藝可編程, 提高了繞線機生產(chǎn)柔性, 人機界面友好, 操作方便。參考文獻:1 M icrosoft Cor po ration, V isual Basic5. 0程序員指南M 北京:科學出版社, 19982 IP 1612系列可編程控制器用戶手冊Z InternationalP arall M achine I nco rporat ion, 19983