基于PC和PLC的绕线机数控系统研究

1、基于PC 和PLC 的绕线机数控系统研究刘小勇, 方海燕, 乔雪涛, 关 勇, 温 和 (西安理工大学, 710048摘要:本文介绍了一种基于P C-P L C 双机控制的数控绕线系统。一方面, 上位机采用面向对象的编程技术, 提供了友好的人机界面, 实现了绕线工艺的可编程化; 另一方面, 下位机采用P L C 驱动执行器和接收控制信号, 提高了系统可靠性。实践证明, 上述控制系统应用于绕线机具有操作简单, 运行可靠, 工艺参数修改方便, 自动化程度高等优点。关键词:绕线机; P C-PL C 控制; 柔性中图分类号:T P 391 8 文献标识码:B 文章编号: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 前言可编程控制器(以下简称PLC 由于其可编程性好, 能适应工业生产环境, 抗干扰能力强, 可靠性高, 故在工业控制中应用十分广泛。工业控制计算机(以下简称PC 具有人机界面好, 编程软件丰富, 外围设备标准化程度高等优点。以PLC 为下位机, PC 为上位机的双机控制模式结合了各自的优点, 提高了控制能力和可靠性, 能应用于多种线圈骨架的自动化绕制, 具有很大的柔性, 因此将PC-PLC 双机控制模式应用于绕线机控制, 完全能满足要求, 且具有操作简单, 运行可靠, 工艺参数修改方便, 自动化程度高等优点。1 绕线机的控制要求图1所示为槽

6、式绕线机主运动简图。系统的绕线主要有飞叉的转动和轴的进给两个运动。飞叉旋转带动线绕到骨架上, 同时为了使线均匀的绕到工件上, 轴还需以一定速度进给。当第一槽绕完, 线要完成跳槽动作, 即穿过槽壁上的小间隙, 到达第二槽。由于间隙很小, 要求飞叉和轴的相对运动精度很高。当绕完一个骨架时, 飞叉和轴互动, 将线栓在栓马桩上, 作为下一个线圈骨架的起始线端, 然后自动剪线机构动作, 完成剪线。图1 绕线机结构简图2 控制系统的实现2 1 控制系统硬件设计机床电器2004. 1计算机! P L C 应用 基于P C 和P L C 的绕线机数控系统研究本系统采用两台伺服电机分别控制飞叉的旋转和轴的进给运

7、动。伺服机采用位置环控制, 系统通过在电机轴头的光电编码器利用可编程控制器8253芯片对脉冲进行计数, 测定电机转动的角度和圈数。PLC 采用美国I PM 公司的IP1612。在系统运行过程中, 各种运动信号由PLC 采集, 并通过RS232上传到PC 机。根据不同的信号, PC 机发出指令控制伺服电机的运动和PLC 输出, 进而控制夹紧装置和剪线机构的运动。控制框图如图2所示。为调整、维修方便, 还设置了方式选择开关:手动和自动。手动状态下, 通过按钮控制各机构的运动, 来完成绕线的动作, 可作调整、维修设备之用; 自动状态下, 由设备按绕线程序自动完成夹紧骨架、绕线、栓线、剪线和松开骨 架

8、的动作。图2 绕线机控制框图2 2 控制系统软件设计为了使设备操作方便, 灵活, 且具有柔性, 程序中设有三种状态:编辑状态, 手动状态, 自动状态。在编辑状态下, 用户可按不同的线圈骨架及绕线要求编辑绕线程序, 使设备能适合多种线圈骨架的绕制, 以提高设备的柔性。手动状态下, 用户通过手动按钮控制各执行器的动作, 用点动方式来完成绕线运动。自动状态下, 又分为单步和连续状态。单步执行时, 用户每按一次回车键, 程序执行一步, 这样可方便用户调整绕线动作, 使线圈绕制符合要求; 连续执行时, 设备按用户编制的程序自动完成线圈的绕制。主程序流程如图3所 示。图3 主程序流程图3 结论本文提出的基于PC-PLC 的绕线机数控系统, 不仅可提高绕线机的可靠性, 而且绕线工艺可编程, 提高了绕线机生产柔性, 人机界面友好, 操作方便。参考文献:1 M icrosoft Cor po ration, V isual Basic5. 0程序员指南M 北京:科学出版社, 19982 IP 1612系列可编程控制器用户手册Z InternationalP arall M achine I nco rporat ion, 19983