基于CAN總線(xiàn)的塑窗焊接清理生產(chǎn)線(xiàn)控制系統

塑窗生產(chǎn)線(xiàn)的要求為數控三軸焊接機,冷卻中心,數控四軸清角清縫機聯(lián)成一體,加工數據及工作情況信息共享,根據工廠(chǎng)的要求,焊接機和清理機即可同時(shí)工作,實(shí)現流水線(xiàn)生產(chǎn),又可設定單獨工作。為此,焊接機和清理機各設一臺人機界面,實(shí)時(shí)監測設備運行情況。實(shí)際生產(chǎn)計劃根據生產(chǎn)調度人員的安排,利用專(zhuān)用數據處理軟件包,生成指令軟盤(pán)來(lái)管理設備運行,運行人員每班僅需將軟盤(pán)插入計算機軟驅內,便可按照軟盤(pán)的加工參數,實(shí)現自動(dòng)加工。

如圖1所示,生產(chǎn)線(xiàn)控制系統采用貝加萊公司的整套自控系統設備來(lái)實(shí)現CAN現場(chǎng)總線(xiàn)數據處理,焊接機采用工業(yè)控制用計算機PROVIT2000作為監測設備,在清理機設置一臺人機面板PANELWARE,焊接機控制器為PCC1,清理機控制器為PCC2。在CAN網(wǎng)絡(luò )上,主站為工控機,可編程控制器PCC和人機面板PANELWARE,通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò )實(shí)現主站之間的數據通信。從站為傳動(dòng)裝置,伺服驅動(dòng)器（用于伺服電機定位）和變頻驅動(dòng)器（用于交流電機調速）,從站取不同的站號,依次設為1,2,3（3軸伺服驅動(dòng)用于焊接）,4（變頻實(shí)現機械手運動(dòng)）,5,6,7,8（4軸伺服驅動(dòng)用于清理）。

3.2　控制原理

3.2.1　焊接機控制原理

焊接機控制原理為:工控機讀取軟盤(pán)信息,通過(guò)CAN總線(xiàn)傳遞到可編程計算機控制器PCC1中,操作人員按照預先切割好的PVC型材,放置到加工位置,PCC1根據加工參數,使用貝加萊的專(zhuān)用NCACTION函數,通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò )傳輸數據,控制指定的從站伺服驅動(dòng)器,直線(xiàn)定位運動(dòng),配合其它IO端口輸出,從而達到加熱焊接的要求,同時(shí)通過(guò)NET2CAN函數,讀取清理機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,然后由機械手傳輸到清理機實(shí)現清角焊縫。

3.2.2　清理機控制原理

清理機控制原理為:PCC2根據與PCC1之間進(jìn)行的NET2CAN數據交換,得到焊接的型材序號,通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò )在人機面板上實(shí)現實(shí)時(shí)工況顯示,通過(guò)貝加萊FRAMEDRIVER幀通信軟件包,仿真倫次變頻電機的CAN通信協(xié)議,控制電機實(shí)現機械手的往復運動(dòng),將冷卻中心焊接冷卻后的窗框用機械手拉到加工指定區間,隨后推料器將窗框推到三角加工區內；PCC2根據加工參數,使用NCACTION函數,通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò ),控制指定的四臺從站伺服驅動(dòng)器聯(lián)動(dòng),根據直線(xiàn)或園弧插補要求,實(shí)現CNC曲線(xiàn)的定位,結合其它工件動(dòng)作,達到清內角,外角,縫隙的目的,同時(shí)將當前狀態(tài)通過(guò)NET2000CAN―Write函數寫(xiě)到焊接機控制器PCC1里,保證加工狀態(tài)的信息共享。

4、系統特點(diǎn)

（1）生產(chǎn)線(xiàn)主站為工控機,人機面板,兩個(gè)PCC可編程控制器,從站為七個(gè)ACOPOS伺服驅動(dòng)器和一個(gè)倫次變頻驅動(dòng)器。有極高的系統集成度。
（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,在軟件中設定不同通信站點(diǎn),方便系統之間的相互連接,組網(wǎng)簡(jiǎn)單明了。
（3）系列產(chǎn)品作為從站時(shí),僅需設定撥碼開(kāi)關(guān)為從站地址,與主站采用專(zhuān)用的CAN通信函數,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）,依據通信對象、數據格式、傳輸速率,編制對方協(xié)議,實(shí)現相互連接,數據雙向交換的目的。
（5）控制器PCC與伺服,變頻驅動(dòng)器采用CAN總線(xiàn)連接,節省了以往需要的大量信號線(xiàn)。同時(shí),控制器可以節省許多的編碼器信號采集模塊及輸出控制模塊。
（6）由于采用全數字CAN網(wǎng)絡(luò )技術(shù),數據傳輸安全準確,避免了模擬信號給定精度低,容易受到外界環(huán)境干擾的缺點(diǎn)。

5、結束語(yǔ)

生產(chǎn)線(xiàn)已經(jīng)在濟南天辰機械有限公司研制成功,經(jīng)過(guò)了廠(chǎng)內嚴格的測試,運行效果良好,并參加了2000-09在北京舉辦的國際建筑材料設備展覽會(huì ),得到了與會(huì )專(zhuān)家代表的肯定。