【正文】 主菜單畫面制作 （ 1）第二頁設(shè)置主菜單， 2個跳頁按鈕分別連接對應(yīng)的頁面。 PLC 專用觸摸屏的開發(fā)過程可以概述為： ①確定觸摸屏的類型；②制作觸摸屏畫面；③觸摸屏的模擬調(diào)試。 精確定位程序 圖 67 精確定位程序 當(dāng)高速計數(shù)器里的數(shù)值 也就是 D10 里面的脈沖數(shù)大于等于 25000 個時，立即停止從 Y0 脈沖輸出，停止 X軸運行。 27 各主要程序 初始化程序 圖 62 初始化程序圖 初始化在數(shù)據(jù)存儲器中存入相應(yīng)的脈沖個數(shù)要大于實際的脈沖個數(shù)，因為是通過反饋的脈沖數(shù)來確定電機的停止，所有設(shè)定的脈沖數(shù)要大于實際需要輸出的脈沖數(shù)。 軟件流程圖 一 次 啟動X Y 軸 動作焊 槍 工作回 原 點等 待Z 軸 旋轉(zhuǎn) 4 5 度二 次 啟動X Y 軸動 作焊 槍 工作按 下 一 次 啟 動 按 鈕焊 接 完 成X Y 到 達 設(shè) 定 位 置P L C 輸 出 脈 沖Z 軸 旋轉(zhuǎn) 4 5 度X Y 軸動 作焊 槍 工作按 下 二 次 啟 動按 鈕P L C 輸 出 脈 沖Z 軸 到 達 設(shè) 定 位 置X Y 到 達 設(shè) 定 位 置焊 接 完 成Z 軸 到 達 設(shè) 定 位 置X Y 到 達 設(shè) 定 位 置開 始焊 接 完 成觸 發(fā) X Y 限 位 開 關(guān) 圖 61 軟件設(shè)計流程圖 打開電源，焊槍在原點位 置等待。 找參考原點原理如下圖： 圖 57 尋找參考點原理圖 25 找正轉(zhuǎn)側(cè)參考原點時序如下： 圖 58 正轉(zhuǎn)側(cè)參考原點時序圖 動作步驟如下： ① 在正轉(zhuǎn)側(cè)或反轉(zhuǎn)側(cè)裝上限位開關(guān)，在 /SPDA 信號的上升沿，電機以參數(shù) P295(之前已經(jīng)設(shè)定 )所設(shè)定的 速度正轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)尋找正轉(zhuǎn)側(cè)參考原點； ② 當(dāng)工作臺撞到限位開關(guān)后，電機按照參數(shù) 所設(shè)定的 POT、 NOT 時的停止方式停止； ③ 再向離開限位開關(guān)的方向以參數(shù) P296 所設(shè)定的速度旋轉(zhuǎn)，電機轉(zhuǎn)到第 n 個光電編碼器 Z相信號位置時，將該位置作為坐標(biāo)零點， n 由參數(shù) P294 確定 。本次設(shè)計因為需要伺服驅(qū)動器接受位置命令，控制伺服電機運動至目標(biāo)位置，位置命令由 PLC 端子輸入，信號型態(tài)為 脈沖，故選擇外部位置控制。 ④一條 CN2 口伺服驅(qū)動器和編碼器通訊線。在半閉環(huán)環(huán)路內(nèi) ，因為 只包括 （甚至不包括） 少量機械傳動環(huán)節(jié)，因此可 以 獲得 比較 穩(wěn)定的控制性能，其系統(tǒng)的穩(wěn)定性 比閉環(huán)要好，但是不如開環(huán) 。此外在焊接過程中還需用到 PLC 中的高速計數(shù)，高速計數(shù)是通過伺服驅(qū)動器的反饋。查手冊可知，信捷 XCM24T4E 系列 PLC 只有 Y0～ Y3 具有高速脈沖輸出。 常用的交流接觸器有 CJ10 系列、 CJ12 系、 CJ12B 系列以及 CJ20 系列等， CJ10 系列為統(tǒng)一設(shè)計產(chǎn)品。 本次設(shè)計的點焊機主要針對旋轉(zhuǎn)座椅零部件的加工，零部件為金屬材質(zhì)，因此選用 DN225X 系列焊槍。在此我們選擇 XB2BT42C（紅色急停）和 XB2BA31C 16 （綠色啟動）這兩種型號的按鈕。 其中： RT有填料封閉管式熔斷器 16設(shè)計序號 1尺碼 250熔斷器額定流 圖 47 德力西 RT161 系列熔斷器 按鈕開關(guān)的選型 按鈕是一種人工控制的主令 電氣 。本次設(shè)計的點焊機控制系統(tǒng)，由于工作環(huán)境比較惡劣，油污比較多，因此選擇昆侖通態(tài) TPC7062KX 系列觸摸屏。 其中： DS2系列名稱 2電壓等級 220V 1P5適用電機容量 圖 44 信捷 DS221P5AS 系列伺服驅(qū)動器 表 41 驅(qū)動器各端子介紹 ： ①安裝時，使伺服驅(qū)動器的正面向工作人員，并使其垂直于墻壁。 m，極對數(shù)為 4，轉(zhuǎn)子慣量 .178。 根據(jù)直線運動物體負載慣量計算如下： JL=W（△ S/20π）178。 ②依據(jù)運動條件要 求選用合適的負載慣量計算公式，計算出負載慣量。 圖 42 信捷 XCM24T4E 型 PLC 11 具體參數(shù)如下： ①輸入輸出點：輸入點 X0～ X7 和 X10～ X15,輸出點 Y0～ Y7 和 Y10～ Y11； ②編程方式：指令、 C 語言、梯形圖并用； ③處理速度 :； ④定時器： 640 點， 100ms 定時器時設(shè)置時間 ～ 秒； 10ms 定時器時設(shè)置時間～ 秒； 1ms 定時器時設(shè)置時間 ～ 秒； ⑤計數(shù)器： 640 點， 16 位計數(shù)器時設(shè)置值 K0～ 32767； 32 位計數(shù)器時設(shè)置值 K0～2147483647； ⑥額定電壓： AC100V～ 240V（超過 選用三相 220V） ⑦最大消耗功率： 15W 伺服電機的選型 ①步進電機為無反饋檢測的脈沖操作電機系統(tǒng)，而伺服電機則按反饋信號進行控制?？紤]到在實際安裝、調(diào)試和應(yīng)用中，還有可能發(fā)現(xiàn)一些估算中未預(yù)見到的因素，要根據(jù)實際情況增加一些輸入、輸出信號。因此，選用合 適的可編程控制器和伺服系統(tǒng)是本次設(shè)計能否成功的關(guān)鍵。 9 第 4 章 硬件設(shè)計 控制要求 本次設(shè)計要求能實現(xiàn)各運動軸的精確定位，能用觸摸屏方便快捷的進行機床的操作。缺點：①價格昂貴，成本較高；②體系結(jié)構(gòu)比較封閉，各個 PLC廠家之間的硬件體系是互相不兼容的，編程語言與指令系統(tǒng)各不相同。 7 第 3 章 控制方案比較 方案比較 確定控制方案 下面比較繼電接觸器控制系統(tǒng)， PLC 控制控制系統(tǒng)以及單片機控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點，最后選擇一種控制系統(tǒng)。工作臺旋轉(zhuǎn)，第三次焊接，回等待位這些部分組成。 點焊的基本原理 電阻點焊是把被焊接的工件壓緊在兩電極之間，利用電阻熱融化被焊接金屬，形成焊點的電阻焊方法。電感量在斷開和接通時會產(chǎn)生巨大的電壓變化，利用正負兩極在瞬間 接通 時產(chǎn)生的 高溫電弧 來熔化 被焊接材料， 來達到使它們結(jié)合的目的。② 裝配準(zhǔn)確后，送入上、下 兩 電極之間，施加壓力，使其接觸良好 。因此，開發(fā)和研制出自行設(shè)計制造的控制器亦是方向之一。 TIG 焊機，因此發(fā)展比較快的是晶閘管式以及磁放大器式，逆變式只占一小部分。 servo motor。本文所涉及的點焊機系 采用雙面雙點過流焊接的原理，工作時 工件被壓在兩個電極之間 ,在壓力的作用下兩電極之間產(chǎn)生電阻。如今，傳統(tǒng)的點焊機自動化程度低，生產(chǎn)效率不高，焊點質(zhì)量差，這已經(jīng)不能滿足工業(yè)發(fā)展的需求。 3 套伺服系統(tǒng)分別控制 X、 Y、 Z 軸完成精確定位， PLC 則對伺服電機驅(qū)動器進行控制，伺服驅(qū)動器則 負責(zé)驅(qū)動伺服電機?，F(xiàn)設(shè)計出一款點焊機控制系統(tǒng)，本系統(tǒng) 采用 PLC 加觸摸屏的控制，利用三套 伺服系統(tǒng)對三個運動軸進行精確的控制與定位，能實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，極大的提高了生產(chǎn)效率，對工業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)自動化有很大的意義。因此需要發(fā)展輕型 和重型小車結(jié)構(gòu)，增強產(chǎn)品的通用性，并可加裝成雙絲或多絲結(jié)構(gòu)，進一步提高生產(chǎn)率。 。 點焊機 中有 正負兩極 電流，當(dāng)焊槍動作時，正負兩級就會接通， 在瞬間產(chǎn)生高溫并 且 熔化 兩 電極間的被焊材料， 使被焊材料相結(jié)合 。工作臺上的伺服電機則負責(zé)工作臺的旋轉(zhuǎn)。當(dāng)繼續(xù)加熱 ,金屬融化形成融化核心，即 4 所指出的部分，熔核中的液態(tài)金屬在電動力下強烈攪拌，熔核內(nèi)心的金屬成分均勻化，結(jié)界界面迅速消失，加熱停止后，金屬凝固，焊接完成。工作臺再次旋轉(zhuǎn) 45度，橫梁和主軸又 開始運轉(zhuǎn)，當(dāng)?shù)竭_設(shè)定的第三次焊接的位置時開始第三次焊接，焊接完成后，回到等待位，最后工作臺轉(zhuǎn)到初始位置（反轉(zhuǎn) 90 度），整個加工流程結(jié)束。其優(yōu)點是：①外部存儲容量容易擴展，設(shè)計比較靈活；②成本低，外圍的一些電路元器件價格也相對低廉；③編程使用 C 語言，相對方便，軟件設(shè)計可以直接調(diào)用現(xiàn)有的子程序簡單方便。 本章小結(jié) 本章介紹了控制要求和方案比較，方案比較包括控制方案的確定以及控制方向。 控制方案 硬件的選型是系統(tǒng)運行的基礎(chǔ)，因此要確保在以后的生產(chǎn)中使系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運行。 本次設(shè)計輸入點共 8個 (X軸信號輸入、 Y 軸信號輸入、 Z軸信號輸入、一次啟動按鈕等 )，輸出點 7 個（ X軸脈沖、 Y 軸脈沖等）。 ⑤ 可擴展 XC 系列開關(guān)量、模擬量模塊以及 BD 板 ； 與 XC 系列 PLC 相似， XCM 系列同樣支持模塊和 BD 板的擴展，包括開關(guān)量、溫度模擬量模塊等。而本設(shè)計的點焊機控制系統(tǒng)精度要求比較高，因此選用伺服電機比步進電機更好。 ⑦完成選定 在選用伺服電機時，需要依據(jù)以上步驟進行選型。） （ ） 負載慣量為 ＋ =（ 178。一般是通過速度 、 位置 和力矩三種方式對伺服 電機 進行控制，實現(xiàn)高精度 的傳動系統(tǒng)定位 。設(shè)定 YO 為伺服電機的脈沖輸出， Y4 為伺服電機的方向輸出。 系統(tǒng)主電 路中熔斷器的選擇基于點焊機機床的額定功率，本設(shè)計點焊機系統(tǒng)額定功率 10KW，額定電壓 220V。復(fù)合按鈕的原理是本身帶有常開觸點和常閉觸點，當(dāng) 手指按下時，常閉觸點斷開而后常開觸點閉合；當(dāng)手指松開時，常開觸點復(fù)位而后常閉觸點復(fù)位。這里選用 JLXK1111 型行程開關(guān)，用來判定 X 軸、 Y 軸的原 點。本次設(shè)計中焊槍使用的是交流電，因此選擇交流接觸器。因此我們把 X 軸的信號輸入分配到 X000， Y 軸的信號輸入分配到 X006， Z 軸的信號輸入分配到 X007。 節(jié)介紹了 I/O 地址表確定軟元件， 節(jié)給出了 PLC 的主電路圖和外部接線圖，從外部接線圖可以很直觀的看出輸入輸出點對應(yīng)的軟元件； 20 第 5 章 伺服系統(tǒng)設(shè)計 系統(tǒng)設(shè)計思想 本次設(shè)計的點焊機控制系統(tǒng)，除了啟動和急停外其主要動作是由 3 套伺服系統(tǒng)控制，包括橫梁的左右移動，主軸的上下移動和工作臺的旋轉(zhuǎn)。但是在復(fù)雜的伺服系統(tǒng)控制中選擇方案②能很大的提高精度。 伺服驅(qū)動器與伺服電機的連接 伺服電機作為被控制的對象，是整個系統(tǒng)的核心，為了使系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)字化控制，使用數(shù)字伺服電機進行直線運動定位是最佳的選擇。在這里我們只需要單相 Z+脈沖做伺服反饋的遞增高速計數(shù)，用來確定位置。下圖為本次設(shè)計所選用的傳動機構(gòu)： 圖 56 機械傳動機構(gòu) 本次設(shè)計中使用的單位為絲，而 1 mm =100 絲 =1000 um，現(xiàn)測得絲桿的螺距為 12mm，主輪的齒數(shù)為 20，帶動絲桿的從輪的齒數(shù)為 60，則有： 設(shè)定電子齒輪比為 110 ,則 每 1pluse 命令對應(yīng)工作物移動的距離為 210060201 120xx010 ???? ?? 絲 （ ） 每發(fā)送一個脈沖，焊槍移動 2 絲，即 。本章為下面的軟件設(shè)計建立了基礎(chǔ)。焊槍接觸器 KM導(dǎo)通，焊槍開始工作，定時 2S 后，焊槍 停止工作， X、 Y 分別回到設(shè)定的等待位置。 圖 65 高速計數(shù)器應(yīng)用 以上三個語句是在 C600 C604 C606 這 3 個高速計數(shù)器里寫入脈沖，并把脈沖數(shù)寫入 D10 D12 D14 這 3個寄存器中，為以后的比較使用。 30 第 7 章 觸摸屏系統(tǒng) 如今觸摸屏在我們的日常生活中已得到了廣泛的應(yīng)用，比如觸摸屏手機，車載導(dǎo)航。插入四個用戶窗口： 圖 72 用戶窗口 31 開機動畫制作 （ 1）第一頁 制作開機動畫，顯示常州工學(xué)院的圖片，其中設(shè)置“進入”按鈕跳轉(zhuǎn)至主菜單。 圖 77 按鈕屬性設(shè)置 （ 3）從“元件”中選擇“按鈕”，再選擇“保持型”，然后雙擊設(shè)置其屬性，如下：。 觸摸屏畫面的制作 觸摸屏畫面的制作我們主要分為 4頁：第一頁為開機動畫，第二頁為主菜單，第三頁為自動控制，第四頁為實時監(jiān)控 。 本章小結(jié) 本章主要介紹了軟件設(shè)計的思想、軟件設(shè)計流程圖和各指令在程序段中的應(yīng)用。 其指令形式為： 指令含義： ① HSCR：功能性指令 ② C600:高速計數(shù)器 ③ D10：寄存器 在遞增模式下，計數(shù)輸入脈沖信號，計數(shù)值隨著每個脈沖信號的上升沿遞增計數(shù)。當(dāng)按下二次啟動按鈕， PLC 發(fā)送 1000HZ 的脈沖給 Z 軸，當(dāng)寄存器中的脈沖數(shù)到設(shè)定的脈沖數(shù)時，脈沖停止， Z 軸定位完成。同時還介紹了電子齒輪比的設(shè)定，本章還介紹了尋找參考原點 的方法，只要找到參考原點，系統(tǒng)的回原點才能進行，否則，機床將無法工作。脈沖指令詳細說明如下表： 表 54 外部脈沖指令說明表 指令脈沖信號形態(tài) 電氣規(guī)格 備注 符號 +脈沖列 （ DIR+PUL 信號） 最大指令頻率： 總線驅(qū)動為 500kbps 晶體管開路為 200kbps t1,t2 ≤ t3,t7 ≤ t4,t5,t6 ＞ 3μ