基于PLC的数控焊接变位机控制系统开发.pdf

2014年7月
机床与液压
Jul.2014
第42卷第14期
MACHINE TOOL HYDRAULICS
Vol 42 No14
DOI:10.3969/j.issa.1001-3881.2014.14.035
基于PLC的数控焊接变位机控制系统开发
覃福江,林义忠,刘庆国
(广西大学杌械エ程学院广西制造系统与先进制造技术重点实验室,广西南宁530004)
摘要:根据机器人焊接系统对数控变位机的要求,采用松下FP-X系列PLC作为控制核心,利用其脉冲输人/输出通道
与伺服电机及编码器构成了位置伺服系统,实现了回转、俯仰两轴联动的点位控制与连续轨迹控制功能,配置了触摸式操
作的人机界面以及与焊接机器人通信的标准接口。空载试验与运行证明,所开发的控制系统基本可行。
关键词:数控焊接变位机;PLC;位置控制;联动
中阳分类号:TP23文献标识码:B文章编号:1001-3881(2014)14-113-3
Development of Control System of Welding Positioner Based on PLC
QIN Fujiang, LIN Yizhong, LIU Qingguo
(Guangxi Manufacturing System and the Key Laboratory of Advanced Manufacturing echnology
Mechanical Engineering College, Guangxi University, Nanning Guangxi 530004, China)
Abstract According to the requirements of robot welding system to positioner, Panasonic FP-X series PLC was used as the con
trol core. The pulse inputoutput channels, servo motor and encoder were used to constitute the position servo system. The rotary
pitching axis position control and continuous path control were achieved. Touch type man-machine interface and standard interface for
welding robot were used. The no-load test and operation prove the control system is basic feasible
Keywords: NC welding positiner; PLC; Position control; Linkage
在对焊接产品质量的要求不断提高和劳动力成本对提高焊接质量和焊接效率有着不可或缺的作用,当
大幅上升的背景下,机器人焊接系统正在被广泛地采焊缝处于水平或者船型状态时,焊接效果最佳。通用
用,其中的焊接机器人已经实现了系列化和批量化生型焊接变位机可以通过回转和翻转两个运动来实现焊
产,方便购买且成本较低,而与之配套的数控焊接变件的任意姿态。传统基于PLC的运动控制系统,
位机则需要专门定制,其成本较高,影响了焊接机器由于受PLC单步扫描时间长的影响,其循环扫描实
人的推广和使用。随着技术的进步,PILC吸取了徴电时性严重受限制。要用PIC实现闭环控制,必须实
子技术和计算机技术的最新成果,其控制功能扩大,现精确的采样周期。为了提高电机速度控制的精度和
从单机自动化、生产线的自动化,到整个工厂的生产响应速度,一般要求采样周期小于100ms'3!。随着
自动化,从柔性制造、工业机器人到大型分散型控制PLC单步扫描时间大幅缩短,这个问题得到有效的解
系统,PIC均担当着重要角色叫。文中开发了以PLC决。该焊接变位机系统以通用型焊接变位机为设计目
为核心的2轴焊接变位机的数控系统。目前大部分型标,通过对变位机架构的重新规划和设计,缩短焊接
号PIC都具有高速脉冲输岀和高速脉冲计数的功能,变位机传动链,减少
结合伺服电机内置高分辨率编码器,可以构成位置闭传动环节中累计误差,
环伺服系统。此外PLC支持丰富的通信模块及其扩利用简单的硬件资源,
展模块,为设备间通信及联动提供了必须的接门资实现精密度高的传动
源,充分利用了PLC的经济性与可靠性。因此,以系统。变位机机械本
PLC作为控制核心,对数控焊接变位机控制系统进行体如图1所示(由作
硏究,具有较高的可行性以及现实意义。
者所在研究室设计开
1数控焊接变位机系统原理方案及硬件实现
发),其系统原理框图
1.1系统方案
如图2所示。
图1变位机本体
焊接变位机作为焊接自动化设备中的辅助设备,
收稿日期:2013-06-19
基金项目:广西制造系统与先进制造技术重点实验室课题(11-031-12503-03
作者简介:覃福江(1987一),男,硕士研究生,研究方向为机电液一体化。E-mail:xautlyz(163.com