设备销售 - 运动控制系统

多工位柔性生产线运动控制系统



详细说明

关键词:运动控制系统,运动控制器,伺服控制系统,多工位柔性生产线,示教法编程

一. 应用简介:

1. 应用需求:

 

如上图所示,在连续加工、装配、布料、挤出成型等多工位连续生产线中,常常采用伺服电机、步进电机等电气设备完成精确运动定位、定量控制、精确安装等工作任务。因此,搭建一个灵活、稳定、功能强大的以伺服电机、步进电机为主要控制对象的多轴运动控制系统,是这一类应用的共同要求。

2. 系统构成:

在这一类应用中,多轴的伺服、步进电机所搭建的工作单元主要有:

1). 运动单元:以X-Y-Z直角坐标机械手为最常见,通过这一单元完成精确的运动定位,并配合执行单元完成工艺要求。

2). 执行单元:以伺服、步进电机为驱动主体,完成如自动上下料、自动挤出、自动装配等具体生产工艺要求。

3). 其他辅助单元:

常见的主要有普通电机驱动单元、传感单元、温控单元、电动/气动执行机构等,这些单元可通过I/O方式、通讯方式实现检测与控制,为该应用的核心单元---伺服或步进的运动控制系统工作单元提供辅助配套服务。

3. 系统构成及控制要求列表:

序号

电气机构

工作单元

控制方式

功能要求

1

伺服、步进电机

运动单元

高速脉冲

保持适合的精度及负载能力、运动轨迹可编程、速度可设定、可外接扩展信号(I/O信号、通讯信号)、多工位联动等。

执行单元

高速脉冲

精确定位、定量并可设定调节、速度可调节,并和运动单元形成“位置-动作”的对应关系。

2

普通电机、传感器、温控器、电动/气动执行机构等

辅助单元

I/O控制、通讯控制

各工位信号的采集及输出控制,并和运动单元、执行单元形成联动。

 

二. 解决方案:

1. 主要硬件系统:

名称

照片

性能

FP-X小型运动控制器

 

模块化结构。16点开关量输入,14点开关量输出,内置4路脉冲输出(2100KHz, 220KHz),可扩展模拟量输入输出端口。内置运动控制系统软件,适用于4轴以下或扩展要求不高的运动控制系统。

FP2中型运动控制器

 

背板结构。可扩展较多的I/O端口及多通道脉冲输出(100KHz)。内置运动控制系统软件,适用于4轴以上或I/O扩展要求较高的运动控制系统。

CTTS-17触摸式图形示教器

 

7“TFTUSBRS232接口,内置图控软件。

CTPB-1接线端子板

 

可提供5路电机驱动器的转接端子。

2. 软件系统功能描述:

1).人机交互:即运动轨迹的录入、编辑、储存。支持的图案元素包括点、直线、3点圆弧、3点圆、折线、多点曲线、特殊功能(用户自定义),输入方法为引导示教式。

2).数据处理:按输入图案规划运动轨迹,完成插补计算,数据存储。

3).内置驱动:内置脉冲输出及与电机驱动器的接口及驱动,同时也包含用于位置测量,逻辑处理(限位信号,操作信号等)的信号的输入输出。

4).数据转存:输入的数据可通过USB接口进行拷贝转存。

5).用户接口:可通过I/O链接方式与任意品牌PLC交换数据,完成用户自定义控制功能。对用户方PLC的端口要求是5I/1O,通讯协议面向用户开放。

6).多工位I/O联动:通过I/O通讯的方式实现多机位联动,如统一生产节拍、报警急停等。

 

3. 软件操作界面展示:

 

 

4、该系统的优点:

1).模块化、柔性架构:所有的工位均为独立的控制系统,既可独立运行也可组合成整线联动运行,系统的延展性和可维护性强。

2).免代码图形化编程:采用示教法进行编程,以示教回放的方式操作系统运行,可规划任意运动轨迹,简单、易用、灵活,使用户免去代码编程之苦。

3).整体系统可移植性强:由于硬件、软件均采用模块化结构设计方式,使系统具体具备很强的移植性。针对不同用户的具体应用,工程师在采用相同软硬件平台的基础上,通过快速增加或裁减软硬件配置即可快速构建起实用性极强的用户系统。

5. 系统构建范例:

1).系统设计简图:

下图为某LED装配线示意图。在此段装配线上,共采用了3个工位,16套直角坐标机械手完成全部的装配任务。

 

2).系统建构列表:

序号

项目

描述

单位

数量

工位1

 

 

 

1

机械手运动控制系统
(机械手
1-4

由运动控制器、图形示教器等构成的完整控制柜,内置运动控制软件,实现对机械手的运动控制。

4

2

辅助控制系统

由运动控制器、图形示教器等构成的完整控制柜,内置运动控制软件,实现转盘、传送带等的控制。

1

工位2

 

 

 

1

机械手运动控制系统
(机械手
5-11

由运动控制器、图形示教器等构成的完整控制柜,内置运动控制软件,实现对机械手的运动控制。

7

2

辅助控制系统

由运动控制器、图形示教器等构成的完整控制柜,内置运动控制软件,实现对转盘、传送带等的控制。

1

工位3

 

 

 

1

机械手运动控制系统
(机械手
12-16

由运动控制器、图形示教器等构成的完整控制柜,内置运动控制软件,实现对机械手的运动控制。

5

2

辅助控制系统

由运动控制器、图形示教器等构成的完整控制柜,内置运动控制软件,实现对转盘、传送带等的控制。

1

 

三. 应用实例:

1). LED灯具装配线

2).水暖器材装配线

3). 机床连续生产自动上下料

4). 食品浇注成型生产线

5). 机械手自动喷漆线

 

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