一種母線折彎機控制系統技術方案

一種母線折彎機控制系統，主要由三大功能模塊組成：分析處理數據的計算判斷模塊、實時采集母線折彎角度數據的數據采集模塊及控制機床動作執行的執行模塊。該系統充分利用了單片機數據采集能力強以及PLC作為邏輯控制器可靠性高的特點，分別采用兩片51系列單片機作為角度數據的采集器及一臺三菱FX1S系列PLC作為機床的邏輯控制器。并通過RS232串口將數據傳給上位PC機及采用VB6.0軟件進行編程，能方便地實現各種回彈補償控制方案，該系統運行良好。

Bus bending machine control system

A busbar bending machine control system mainly consists of three function modules: analysis and calculation of data processing module, judge and execute real-time acquisition of the busbar bending angle data acquisition module and machine tool control action. The system makes full use of the MCU data acquisition ability and characteristics of PLC as the logic controller with high reliability, two pieces of 51 series were used as collector angle data and a set of MITSUBISHI FX1S series PLC as the logic controller of machine tool. And the data is transmitted to the upper PC computer through RS232 serial port and programmed with VB6.0 software, so that various springback compensation control schemes can be realized easily, and the system runs well.

【技術實現步驟摘要】
一種母線折彎機控制系統所屬
本專利技術涉及一種母線折彎機控制系統，適用于機械領域。
技術介紹
隨著高低壓電器、變壓器制造行業的迅速發展，對銅、鋁母線需求越來越大，加工種類越來越多，對母線折彎加工的精度與效率都提出了較高的要求。由于母線彎曲成形時，其橫截面上不但存在塑性變形區，還存在彈性變形區，因此，卸載之后母線不可避免地存在回彈現象，即母線彎曲半徑增大彎曲角減小。目前，國內傳統的母線折彎加工設備多為手動或半自動控制，通過手動測量折彎角度及反復調整機床設置來控制母線的折彎精度，在大批量的母線折彎加工中無法確保每一根母線的折彎角度都滿足精度要求，在小批量加工中反復調整機床設置也降低了加工效率。
技術實現思路
本專利技術提出了一種母線折彎機控制系統，該系統充分利用了單片機數據采集能力強以及PLC作為邏輯控制器可靠性高的特點，分別采用兩片51系列單片機作為角度數據的采集器及一臺三菱FX1S系列PLC作為機床的邏輯控制器。并通過RS232串口將數據傳給上位PC機及采用VB6.0軟件進行編程，能方便地實現各種回彈補償控制方案，該系統運行良好。本專利技術所采用的技術方案是。所述控制系統主要由三大功能模塊組成：分析處理數據的計算判斷模塊、實時采集母線折彎角度數據的數據采集模塊及控制機床動作執行的執行模塊。分析處理數據的計算判斷模塊作為系統的核心由一臺PC機構成，選用VB6.0作為編程軟件，其作用主要是分析處理單片機采集的角度數據并根據控制方案向PLC發出控制信號控制機床動作的執行；同時PC機作為人機交互界面，還負責進行各種折彎參數的輸入。實時采集母線折彎角度數據的數據采集模塊由旋轉編碼器及單片機構成。所述控制系統選用E40S6-3600-3-N-24型增量式編碼器作為角度編碼器用以產生角度脈沖信號。選用了ATMEL公司生產的AT89S52型單片機，其作用是：(1)采集旋轉編碼器輸出的角度脈沖信號；(2)作為PC機的下位機接收PC機的指令并將采集的角度數據傳送至PC機。所述控制系統的執行模塊由一臺PLC構成，選用三菱公司生產的FX1S-30MT-001型PLC，接收PC機的指令并控制機床動作的執行。所述控制系統的數據采集模塊主要由左右兩個旋轉編碼器及兩片單片機構成。為了采集到高精度的角度數據，系統選用了韓國Autonics公司生產的E40S6-3600-3-N-24型編碼器。該編碼器為增量型旋轉編碼器，角度分辨率為0.1°，輸出特性為集電極開路輸出，輸出信號為A,B,Z三相脈沖信號。所述控制系統選用ATMEL公司生產的AT89S52型單片機作為角度計數脈沖的信號采集芯片。AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有3個16位定時器/計數器和全雙工串行口。系統中使用了芯片的定時器2對旋轉編碼器的角度脈沖進行計數。定時器2是一個16位定時/計數器，其既可以做定時器，又可以做事件計數器。將其作為計數器并工作在上下計數模式時可直接對編碼器輸出的脈沖信號進行計數。定時器2的計數原理為：芯片的T2EX引腳控制著計數的方向。T2EX上的一個邏輯1使得定時器2向上計數；T2EX上的一個邏輯0使得定時器2向下計數。在接口電路中，將編碼器的A相與B相信號分別與定時器2的計數端及T2EX端相連。所述控制系統的AT89S52型單片機將采集到的角度脈沖數據通過RS232串口，傳送至PC機中。由于單片機的串口工作在TTL電平而與RS232的電氣特性不兼容，所以，選用了MAX232EPE芯片作為單片機與PC機接口電路的電氣性能轉換芯片。所述上位機是用戶操作及監控的界面，系統中采用VB6.0作為編程軟件開發控制系統應用程序。由于單片機與PLC分別使用不同的通信協議，所以在系統中采用了雙串行口進行通信。串行口1用于PC機與PLC間的通信，串行口2用于PC機與兩片AT89S52單片機間的通信。為了得到母線折彎角度的實時數據，系統啟動后PC機以50ms為周期循環向兩片單片機發送角度數據讀取指令。PC機接收到從單片機傳送回的實時角度數據后便與目標角度進行比較，檢測到當前的折彎角度到達目標角度時PC機立即向PLC發出強制指令控制折彎動作的主油缸后退動作。由于母線在折彎過程中存在彈性變形及辛格效應，在主油缸后退的過程中母線將產生一定量的回彈。此時，PC機根據單片機傳送回的角度數據得到初次折彎時產生的回彈量并根據當前的折彎控制方案計算出回彈補償量，然后向PLC發出強制指令開始補償進給動作。所述控制系統采用國產的三菱PLC編程軟件FXGP-WIN-C編制PLC的控制程序。由于母線折彎加工工藝由固定的一系列動作流程組成，所以程序中使用了SFC步進梯形圖指令，并按照母線折彎加工工藝流程來編制SFC的每一步程序。上位機對PLC的控制則是根據SFC中兩個相鄰程序步之間的轉移條件通過繼電器進行強制來實現的。本專利技術的有益效果是：該系統運行可靠，母線折彎過程中的實時角度測量精度達到±0.1°，任意一根母線單次折彎成形角度控制精度達到±0.3°，提高了母線折彎加工的精度與效率。附圖說明圖1是本專利技術的系統總體結構框圖。圖2是本專利技術的數據采集電路圖。圖3是本專利技術的RS232接口電路。圖4是本專利技術的主程序框圖。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本專利技術作進一步說明。如圖1，控制系統主要由三大功能模塊組成：分析處理數據的計算判斷模塊、實時采集母線折彎角度數據的數據采集模塊及控制機床動作執行的執行模塊。分析處理數據的計算判斷模塊作為系統的核心由一臺PC機構成，選用VB6.0作為編程軟件，其作用主要是分析處理單片機采集的角度數據并根據控制方案向PLC發出控制信號控制機床動作的執行；同時PC機作為人機交互界面，還負責進行各種折彎參數的輸入。實時采集母線折彎角度數據的數據采集模塊由旋轉編碼器及單片機構成。控制系統選用韓國Autonics公司生產的E40S6-3600-3-N-24型增量式編碼器作為角度編碼器用以產生角度脈沖信號。選用了ATMEL公司生產的AT89S52型單片機，其作用是：(1)采集旋轉編碼器輸出的角度脈沖信號；(2)作為PC機的下位機接收PC機的指令并將采集的角度數據傳送至PC機。控制系統的執行模塊由一臺PLC構成，選用三菱公司生產的FX1S-30MT-001型PLC，接收PC機的指令并控制機床動作的執行。如圖2，控制系統的數據采集模塊主要由左右兩個旋轉編碼器及兩片單片機構成。為了采集到高精度的角度數據，系統選用了韓國Autonics公司生產的E40S6-3600-3-N-24型編碼器。該編碼器為增量型旋轉編碼器，角度分辨率為0.1°，輸出特性為集電極開路輸出，輸出信號為A,B,Z三相脈沖信號。控制系統選用ATMEL公司生產的AT89S52型單片機作為角度計數脈沖的信號采集芯片。AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有3個16位定時器/計數器和全雙工串行口。系統中使用了芯片的定時器2對旋轉編碼器的角度脈沖進行計數。定時器2是一個16位定時/計數器，其既可以做定時器，又可以做事件計數器。將其作為計數器并工作在上下計數模式時可直接對編碼器輸出的脈沖信號進行計數。定時器2的計數原理為：芯片的T2EX引腳控制著計數的方向。T2EX上的一個邏輯1使得定時器2向本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種母線折彎機控制系統

【技術特征摘要】
1.一種母線折彎機控制系統，其特征是：所述控制系統主要由分析處理數據的計算判斷模塊、實時采集母線折彎角度數據的數據采集模塊及控制機床動作執行的執行模塊三大功能模塊組成。2.根據權利要求1所述的一種母線折彎機控制系統，其特征是：所述控制系統選用E40S6-3600-3-N-24型增量式編碼器作為角度編碼器用以產生角度脈沖信號。3.根據權利要求1所述的一種母線折彎機控制系統，其特征是：所述控制系統的執行模塊由一臺PLC構成，選用三菱公司生產的FX1S-30MT-001型PLC，接收PC機的指令并控制機床動作的執行。4.根據權利要求1所述的一種母線折彎機控制系統，其特征是：所述控制系統的數據采集模塊主要由左右兩個旋轉編碼器及兩片單片機構成，為了...

【專利技術屬性】
技術研發人員：魏瑩，
申請(專利權)人：魏瑩，
類型：發明
國別省市：遼寧,21