近年來(lái),隨著電子技術(shù)特別是電子計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用,面向工業(yè)自動(dòng)化控制的數(shù)控系統(tǒng)的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)迅速發(fā)展起來(lái)的一門新興技術(shù),它的發(fā)展使機(jī)械化和自動(dòng)化有機(jī)的結(jié)合在一起。針對(duì)目前涂裝行業(yè)的特殊需求,以前以人工噴涂為主的生產(chǎn)模式逐漸轉(zhuǎn)化為自動(dòng)噴涂。自動(dòng)噴涂具有能不斷重復(fù)工作和勞動(dòng)、不知疲勞、不怕危險(xiǎn)等特點(diǎn),因此這種自動(dòng)噴涂模式已受到許多行業(yè)的重視,并越來(lái)越廣泛地得到了應(yīng)用。
針對(duì)自動(dòng)噴涂的特點(diǎn),為了完成數(shù)字化控制,研制和開(kāi)發(fā)了基于工業(yè)計(jì)算機(jī)和運(yùn)動(dòng)控制卡Adt836的底層控制系統(tǒng)。采用這樣的集成運(yùn)動(dòng)控制卡,簡(jiǎn)化整個(gè)控制系統(tǒng)的硬件電路結(jié)構(gòu),提高系統(tǒng)的可靠性和控制精度。
系統(tǒng)組成
主要有Adt-TP104控制器,輔助接線端子,基于DOS開(kāi)發(fā)的噴涂機(jī)軟件控制系統(tǒng)組成。
控制器內(nèi)置Adt836運(yùn)動(dòng)控制卡,它是深圳市眾為興數(shù)控技術(shù)有限公司研發(fā),基于PC104總線的高性能六軸伺服/步進(jìn)控制卡,位置可變環(huán)形,可在運(yùn)動(dòng)中隨時(shí)改變速度,具有直線,圓弧,連續(xù)差補(bǔ)等功能。速度控制可采用定速和直線/S曲線加減速,可做非對(duì)稱直線加減速,可自動(dòng)/手動(dòng)減速,在定量驅(qū)動(dòng)時(shí)可防止速度曲線產(chǎn)生的三角波形。具有48路數(shù)字輸入,32路數(shù)字輸出。
控制器支持RS233通訊,可方便程序下載更新,數(shù)據(jù)備份。
其工作原理,由運(yùn)動(dòng)控制器發(fā)出脈沖指令給伺服或步進(jìn)控制單元,驅(qū)動(dòng)電機(jī)動(dòng)作。最大的輸出脈沖頻率為4MHz。在驅(qū)動(dòng)過(guò)程中,如果檢測(cè)到外部的停止信號(hào)則控制器立即發(fā)出停止脈沖輸出的操作。如果在驅(qū)動(dòng)過(guò)程中,系統(tǒng)檢測(cè)到硬件限位信號(hào),則立即停止驅(qū)動(dòng),從而保證機(jī)械系統(tǒng)的安全性。進(jìn)行噴涂操作時(shí),通過(guò)控制器向外部發(fā)出一個(gè)輸出信號(hào),從而控制噴槍的開(kāi)關(guān)。
至于發(fā)多少個(gè)脈沖,以及運(yùn)動(dòng)過(guò)程中需要檢測(cè)信號(hào),控制哪個(gè)輸出操作,都可以通過(guò)軟件來(lái)方便實(shí)現(xiàn)。836控制卡的脈沖輸出是共陽(yáng)極、“脈沖+方向”或“脈沖+脈沖”的接線方式。
運(yùn)動(dòng)控制卡的接線方式
軟件系統(tǒng)采用教導(dǎo)式編程方式,用戶只要將機(jī)械對(duì)應(yīng)的軸移動(dòng)到所要的位置,控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)記憶此處的坐標(biāo),對(duì)于一個(gè)待加工的工件,教導(dǎo)時(shí)可以根據(jù)工件的形狀來(lái)確定加工的軌跡。
如果要按照?qǐng)D5所示,A-B-C-D-E的路線加工,則教導(dǎo)數(shù)據(jù)時(shí)首先將運(yùn)動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)到A處,然后記下此處的坐標(biāo),接著移動(dòng)軸到B處,記下此處的坐標(biāo),那么系統(tǒng)就會(huì)根據(jù)兩點(diǎn)成線的法則自動(dòng)形成一條從A到B的線段,其他的照此就可以完成。對(duì)于每段的速度可單獨(dú)設(shè)定,這樣保證噴涂的效果,因有的地方需要噴的油漆較多,那么就可以慢速運(yùn)動(dòng),有的地方要求油漆少,就可以快速運(yùn)動(dòng)??烧{(diào)的速度保證了噴涂的效果同時(shí)也保證機(jī)械在運(yùn)動(dòng)時(shí)不會(huì)有太大的振動(dòng)。當(dāng)然也可以采用往復(fù)式的噴涂,對(duì)噴涂的工件重復(fù)噴涂,以求好的噴涂效果。如果所噴涂的工件有圓弧的形狀。
那么教導(dǎo)數(shù)據(jù)時(shí)只要記下圓弧開(kāi)始點(diǎn)的A坐標(biāo),任意中間點(diǎn)的B坐標(biāo),圓弧結(jié)束點(diǎn)的C坐標(biāo),則系統(tǒng)根據(jù)三點(diǎn)成圓弧的規(guī)則,自動(dòng)會(huì)形成一個(gè)圓弧的軌跡。至于是順時(shí)針圓弧或者逆時(shí)針,系統(tǒng)會(huì)根據(jù)使用者教導(dǎo)數(shù)據(jù)的順序自動(dòng)進(jìn)行判定。
至于噴涂時(shí)的軌跡不一定要做標(biāo)準(zhǔn)的直線段,也可以是如圖7所示的直線軌跡。
M形折線段。具體看噴涂的工藝要求。因?yàn)槭遣捎媒虒?dǎo)式的編程方式,用戶可以隨心所欲的指定加工軌跡。對(duì)于空間的圓弧,教導(dǎo)數(shù)據(jù)時(shí)可以將空間圓弧拆分為多段小空間直線來(lái)完成,因Adt836卡具有六軸直線差補(bǔ)功能。當(dāng)然對(duì)于噴涂來(lái)講,細(xì)分的線段不需要十分的短小。
以上是對(duì)于教導(dǎo)的軌跡作以簡(jiǎn)單的說(shuō)明分析,實(shí)際加工時(shí)可能有氣缸之類的操作,有時(shí)候需要檢測(cè)氣缸到位的信號(hào)(當(dāng)然也可能是其他外部檢測(cè)信號(hào)),同時(shí)在哪個(gè)點(diǎn)處開(kāi)噴槍,哪個(gè)點(diǎn)處關(guān)噴槍,這些都要在教導(dǎo)數(shù)據(jù)時(shí)完成。教導(dǎo)數(shù)據(jù)采用的表格式編程,類似與Excel表格,在對(duì)應(yīng)的“輸入”和“輸出”類輸入您要檢測(cè)或執(zhí)行輸出操作的端口號(hào),系統(tǒng)會(huì)在加工運(yùn)行時(shí)自動(dòng)檢測(cè)輸入信號(hào),有輸出操作的便執(zhí)行相應(yīng)的輸出操作。
當(dāng)然實(shí)際噴涂時(shí)由于本身噴槍的霧化和扇形功能,噴涂時(shí)形成一個(gè)大的霧化面,所以有時(shí)不需要教導(dǎo)的軌跡一定要是工件的形狀,由于表格的操作非常的簡(jiǎn)便,插入,刪除,復(fù)制,修改都可以使用,當(dāng)教導(dǎo)完畢后,可以試運(yùn)行,不理想的地方可以使用上述的編輯功能重新修訂數(shù)據(jù)。
坐標(biāo)說(shuō)明
系統(tǒng)采用機(jī)械原點(diǎn)作為系統(tǒng)的參考坐標(biāo)系,對(duì)于六軸的系統(tǒng),每個(gè)軸都要有個(gè)原點(diǎn)信號(hào)。那么在教導(dǎo)數(shù)據(jù)時(shí)首先要回原點(diǎn)。回原點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)檢測(cè)到原點(diǎn)信號(hào)后,坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)各軸的坐標(biāo)計(jì)為0,以后各軸的運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)都參考這個(gè)坐標(biāo)系。
為更有效的編輯教導(dǎo)數(shù)據(jù),在軟件設(shè)計(jì)時(shí)采用了教導(dǎo)+指令的編程模式,用戶可以教導(dǎo)幾行數(shù)據(jù),利用跳轉(zhuǎn),循環(huán)指令就可以完成多次的往復(fù)噴涂操作,也采用了類Windows的復(fù)制粘貼功能,可將一整塊數(shù)據(jù)復(fù)制到指定的位置。再配合插入,刪除,修改等編輯操作方便快速的實(shí)現(xiàn)加工數(shù)據(jù)的教導(dǎo)工作。
結(jié)語(yǔ)
本文介紹了基于Adt836運(yùn)動(dòng)控制卡的Adt-TP104控制器在噴涂系統(tǒng)中的設(shè)計(jì),這種控制器的體積小,響應(yīng)速度快、操作簡(jiǎn)單,可視化的人機(jī)界面操作起來(lái)非常方便,目前已在涂裝行業(yè)占有一席之地,隨著技術(shù)的不斷提升進(jìn)步,將會(huì)在涂裝行業(yè)的到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
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