基于CAN總線的塑窗焊接清理生產(chǎn)線控制系統(tǒng)

塑窗生產(chǎn)線的要求為數(shù)控三軸焊接機(jī),冷卻中心,數(shù)控四軸清角清縫機(jī)聯(lián)成一體,加工數(shù)據(jù)及工作情況信息共享,根據(jù)工廠的要求,焊接機(jī)和清理機(jī)即可同時(shí)工作,實(shí)現(xiàn)流水線生產(chǎn),又可設(shè)定單獨(dú)工作。為此,焊接機(jī)和清理機(jī)各設(shè)一臺(tái)人機(jī)界面,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行情況。實(shí)際生產(chǎn)計(jì)劃根據(jù)生產(chǎn)調(diào)度人員的安排,利用專用數(shù)據(jù)處理軟件包,生成指令軟盤(pán)來(lái)管理設(shè)備運(yùn)行,運(yùn)行人員每班僅需將軟盤(pán)插入計(jì)算機(jī)軟驅(qū)內(nèi),便可按照軟盤(pán)的加工參數(shù),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加工。

如圖1所示,生產(chǎn)線控制系統(tǒng)采用貝加萊公司的整套自控系統(tǒng)設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)CAN現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)處理,焊接機(jī)采用工業(yè)控制用計(jì)算機(jī)PROVIT2000作為監(jiān)測(cè)設(shè)備,在清理機(jī)設(shè)置一臺(tái)人機(jī)面板PANELWARE,焊接機(jī)控制器為PCC1,清理機(jī)控制器為PCC2。在CAN網(wǎng)絡(luò)上,主站為工控機(jī),可編程控制器PCC和人機(jī)面板PANELWARE,通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)主站之間的數(shù)據(jù)通信。從站為傳動(dòng)裝置,伺服驅(qū)動(dòng)器（用于伺服電機(jī)定位）和變頻驅(qū)動(dòng)器（用于交流電機(jī)調(diào)速）,從站取不同的站號(hào),依次設(shè)為1,2,3（3軸伺服驅(qū)動(dòng)用于焊接）,4（變頻實(shí)現(xiàn)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)）,5,6,7,8（4軸伺服驅(qū)動(dòng)用于清理）。

3.2　控制原理

3.2.1　焊接機(jī)控制原理

焊接機(jī)控制原理為:工控機(jī)讀取軟盤(pán)信息,通過(guò)CAN總線傳遞到可編程計(jì)算機(jī)控制器PCC1中,操作人員按照預(yù)先切割好的PVC型材,放置到加工位置,PCC1根據(jù)加工參數(shù),使用貝加萊的專用NCACTION函數(shù),通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù),控制指定的從站伺服驅(qū)動(dòng)器,直線定位運(yùn)動(dòng),配合其它IO端口輸出,從而達(dá)到加熱焊接的要求,同時(shí)通過(guò)NET2CAN函數(shù),讀取清理機(jī)PCC2的狀態(tài)信息,如果正常,便通過(guò)傳送帶將焊接好的窗框傳送到冷卻中心;如果異常,便暫停傳送,以免堆料窗框在冷卻中心冷卻,然后由機(jī)械手傳輸?shù)角謇頇C(jī)實(shí)現(xiàn)清角焊縫。

3.2.2　清理機(jī)控制原理

清理機(jī)控制原理為:PCC2根據(jù)與PCC1之間進(jìn)行的NET2CAN數(shù)據(jù)交換,得到焊接的型材序號(hào),通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)在人機(jī)面板上實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)工況顯示,通過(guò)貝加萊FRAMEDRIVER幀通信軟件包,仿真?zhèn)惔巫冾l電機(jī)的CAN通信協(xié)議,控制電機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的往復(fù)運(yùn)動(dòng),將冷卻中心焊接冷卻后的窗框用機(jī)械手拉到加工指定區(qū)間,隨后推料器將窗框推到三角加工區(qū)內(nèi)；PCC2根據(jù)加工參數(shù),使用NCACTION函數(shù),通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò),控制指定的四臺(tái)從站伺服驅(qū)動(dòng)器聯(lián)動(dòng),根據(jù)直線或園弧插補(bǔ)要求,實(shí)現(xiàn)CNC曲線的定位,結(jié)合其它工件動(dòng)作,達(dá)到清內(nèi)角,外角,縫隙的目的,同時(shí)將當(dāng)前狀態(tài)通過(guò)NET2000CAN―Write函數(shù)寫(xiě)到焊接機(jī)控制器PCC1里,保證加工狀態(tài)的信息共享。

4、系統(tǒng)特點(diǎn)

（1）生產(chǎn)線主站為工控機(jī),人機(jī)面板,兩個(gè)PCC可編程控制器,從站為七個(gè)ACOPOS伺服驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)倫次變頻驅(qū)動(dòng)器。有極高的系統(tǒng)集成度。
（2）主站之間采用貝加萊公司通用CAN網(wǎng)絡(luò)PVI傳輸協(xié)議,在軟件中設(shè)定不同通信站點(diǎn),方便系統(tǒng)之間的相互連接,組網(wǎng)簡(jiǎn)單明了。
（3）系列產(chǎn)品作為從站時(shí),僅需設(shè)定撥碼開(kāi)關(guān)為從站地址,與主站采用專用的CAN通信函數(shù),具有可靠、高速、簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。
（4）與其它產(chǎn)品進(jìn)行CAN網(wǎng)絡(luò)通信時(shí),可按照對(duì)方提供的CAN網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議,采用貝加萊特有的自由通信軟件包（FRAMEDRIVER）,依據(jù)通信對(duì)象、數(shù)據(jù)格式、傳輸速率,編制對(duì)方協(xié)議,實(shí)現(xiàn)相互連接,數(shù)據(jù)雙向交換的目的。
（5）控制器PCC與伺服,變頻驅(qū)動(dòng)器采用CAN總線連接,節(jié)省了以往需要的大量信號(hào)線。同時(shí),控制器可以節(jié)省許多的編碼器信號(hào)采集模塊及輸出控制模塊。
（6）由于采用全數(shù)字CAN網(wǎng)絡(luò)技術(shù),數(shù)據(jù)傳輸安全準(zhǔn)確,避免了模擬信號(hào)給定精度低,容易受到外界環(huán)境干擾的缺點(diǎn)。

5、結(jié)束語(yǔ)

生產(chǎn)線已經(jīng)在濟(jì)南天辰機(jī)械有限公司研制成功,經(jīng)過(guò)了廠內(nèi)嚴(yán)格的測(cè)試,運(yùn)行效果良好,并參加了2000-09在北京舉辦的國(guó)際建筑材料設(shè)備展覽會(huì),得到了與會(huì)專家代表的肯定。