本发明涉及一种数控设备,特别涉及一种应用在船厂的多自由度数控开孔机。
随着计算机技术的高速发展,传统的制造业发生了根本性的变革,各工业发达国家投入巨资,对现代制造技术进行研究开发,提出了全新的制造模式。在现代制造系统中,数控技术是关键技术,具有高精度、高效率、柔性自动化等特点,对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。由于数控技术是关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要基础性产业,其水平高低是衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志。因此,实现加工机床及生产过程数控化,已经成为当今制造业的发展方向。机械制造的竞争,其实只是数控的竞争。
在渤海船厂和南京化工机械厂的生产过程中,潜艇壳体上开孔和压力容器上开孔一直是难点问题。和其他船舶建造相同,船上的水管、气管、电缆都是通过管道铺设的,因此在很多地方都需要开大小不同,方向各异的圆孔、方孔或者其他不规则孔。由于潜艇建造的特殊性,为了不影响潜艇的下潜深度,对切割、焊接的精度要求比较高,人工手动切割满足不了技术需求。
本发明的目的是提供一种能够在人工达不到的区域进行准确切割焊接的嵌入式数控切割机。
本发明的目的是这样实现的:
多自由度数控开孔切割机,其特征是:硬件平台包含如下组成部分:dsp控制器部分,参数输入部分,实时显示部分,全数字交流伺服电机驱动控制部分;所述dsp控制器部分分别连接参数输入部分,实时显示部分,全数字交流伺服电机驱动控制部分;所述dsp控制器部分采用tms320lf2407芯片;所述参数输入部分为输入键盘,所述实时显示部分为液晶显示器,所述全数字交流伺服电机驱动控制部分为交流伺服电机驱动器。
所述输入键盘采用行列式非编码键盘。
本发明的硬件平台包含如下组成部分:dsp控制器部分,参数输入部分,实时显示部分,全数字交流伺服电机驱动控制部分。本系统硬件平台使用的控制器是ti生产的专门用于控制领域的dsp(tms320lf2407);参数输入部分由非编码行列式键盘完成;实时显示部分是利用mgls—12232液晶模块实现的;全数字交流伺服电机及其驱动器用的是松下的minas系列。
本发明的键盘是行列式非编码键盘,对行列式键盘进行扫描的工作原理如下:首先判断键盘中有无键按下,由dsp芯片的i/o口向键盘送(输出)全扫描字,然后读入(输入)行线状态来判断。方法是:向列线输出扫描字0h,把全部列线置为低电平,然后将行线的电平状态读入。如果有按键按下,总会有一根行线电平被拉至低电平,从而使行输入不全为1。判断键盘中哪一个键被按下是通过将列线逐列置低电平后,检查行输入状态实现的。方法是:依次给列线送低电平,然后查所有行线状态,如果全为1,则所按下的键不在此列;如果不全为1,则所按下的键必在此列,而且是在与零电平行线相交的交点上的那个键。为了提高cpu的效率,本系统采用中断扫描方式,即只有在键盘有键按下时才产生中断申请,cpu响应中断,进入中断服务程序进行键盘扫描,并作相应处理。本系统的键盘是4*4行列式键盘。
本发明选用的是松下的minas系列的交流伺服电机,其由tms320lf2407产生的位移脉冲和方向脉冲,这两种脉冲通过一个小电路(见附录中的电路图)输入到全数字交流伺服电机驱动器的puls1、puls2、sign1和sign2端口,puls1和puls2端口通过一个电阻和发光二极管形成回路存在于驱动器的内部中,当位移脉冲处于高电平时,回路中的发光二极管发亮,发光二极管的光通过驱动器内部的光电耦合器产生位移信号使电机转动一个角度。
本发明的软件流程是这样的:系统的初始化主要是对tms320lf2407的i/o口和事件管理器(ev)进行初始化。i/o口的初始化编程是根据系统中i/o口的应用情况对i/o口复用控制寄存器(mcrx)和数据和方向控制寄存器(pxdatdir)进行设置。因为本发明采用的键盘是非编码行列式键盘,因而键盘的每一个键的功能可以根据需要自行定义并通过编程实现。现对本系统键盘的16个键定义如下:键1到键10分别定义为数字0~9,它们是用来输入切割时的运动轨迹的坐标值和速度的给定值;键11到键13分别定义为坐标轴x、y、z,它们是用来确定输入的坐标值是属于哪一个坐标轴;键14定义为速度键speed,它是用来确定输入的数值为给定的速度值;键15和键16分别定义为开始start和结束stop,它们是用来控制切割机的启动和停止。
因为本系统采用的键盘是非编码行列式键盘,因而键盘的每一个键的功能可以根据需要自行定义并通过编程实现。现对本系统键盘的16个键定义如下:键1到键10分别定义为数字0~9,它们是用来输入切割时的运动轨迹的坐标值和速度的给定值;键11到键13分别定义为坐标轴x、y、z,它们是用来确定输入的坐标值是属于哪一个坐标轴;键14定义为速度键speed,它是用来确定输入的数值为给定的速度值;键15和键16分别定义为开始start和结束stop,它们是用来控制切割机的启动和停止。
液晶的初始化顺序为:关显示→正常显示驱动设置→占空比设置→复位→adc选择→清屏→开显示。初始化完成以后,用户就可以按照程序中的方法,通过调用模块化的子程序,在液晶显示屏的任意位置显示所需的信息。本发明显示的信息为切割轨迹的点坐标,切割时显示的坐标值是动态变化的。
有益效果:本发明能够在人工达不到的区域进行准确切割焊接。
图1为本发明的硬件系统原理框图。
图2为本发明的主程序流程图。
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述:
结合图1,图1为本发明的硬件系统原理框图。本发明的硬件平台包含如下组成部分:dsp控制器部分,参数输入部分,实时显示部分,全数字交流伺服电机驱动控制部分。本系统硬件平台使用的控制器是ti生产的专门用于控制领域的dsp(tms320lf2407);参数输入部分由非编码行列式键盘完成;实时显示部分是利用mgls—12232液晶模块实现的;全数字交流伺服电机及其驱动器用的是松下的minas系列。
本发明的键盘是行列式非编码键盘,对行列式键盘进行扫描的工作原理如下:首先判断键盘中有无键按下,由dsp芯片的i/o口向键盘送(输出)全扫描字,然后读入(输入)行线状态来判断。方法是:向列线输出扫描字0h,把全部列线置为低电平,然后将行线的电平状态读入。如果有按键按下,总会有一根行线电平被拉至低电平,从而使行输入不全为1。判断键盘中哪一个键被按下是通过将列线逐列置低电平后,检查行输入状态实现的。方法是:依次给列线送低电平,然后查所有行线状态,如果全为1,则所按下的键不在此列;如果不全为1,则所按下的键必在此列,而且是在与零电平行线相交的交点上的那个键。为了提高cpu的效率,本系统采用中断扫描方式,即只有在键盘有键按下时才产生中断申请,cpu响应中断,进入中断服务程序进行键盘扫描,并作相应处理。本系统的键盘是4*4行列式键盘。
本发明选用的是松下的minas系列的交流伺服电机,其由tms320lf2407产生的位移脉冲和方向脉冲,这两种脉冲通过一个小电路(见附录中的电路图)输入到全数字交流伺服电机驱动器的puls1、puls2、sign1和sign2端口,puls1和puls2端口通过一个电阻和发光二极管形成回路存在于驱动器的内部中,当位移脉冲处于高电平时,回路中的发光二极管发亮,发光二极管的光通过驱动器内部的光电耦合器产生位移信号使电机转动一个角度。
结合图2,图2为本发明的主程序流程图。本发明的软件流程是这样的:系统的初始化主要是对tms320lf2407的i/o口和事件管理器(ev)进行初始化。i/o口的初始化编程是根据系统中i/o口的应用情况对i/o口复用控制寄存器(mcrx)和数据和方向控制寄存器(pxdatdir)进行设置。因为本发明采用的键盘是非编码行列式键盘,因而键盘的每一个键的功能可以根据需要自行定义并通过编程实现。现对本系统键盘的16个键定义如下:键1到键10分别定义为数字0~9,它们是用来输入切割时的运动轨迹的坐标值和速度的给定值;键11到键13分别定义为坐标轴x、y、z,它们是用来确定输入的坐标值是属于哪一个坐标轴;键14定义为速度键speed,它是用来确定输入的数值为给定的速度值;键15和键16分别定义为开始start和结束stop,它们是用来控制切割机的启动和停止。
因为本系统采用的键盘是非编码行列式键盘,因而键盘的每一个键的功能可以根据需要自行定义并通过编程实现。现对本系统键盘的16个键定义如下:键1到键10分别定义为数字0~9,它们是用来输入切割时的运动轨迹的坐标值和速度的给定值;键11到键13分别定义为坐标轴x、y、z,它们是用来确定输入的坐标值是属于哪一个坐标轴;键14定义为速度键speed,它是用来确定输入的数值为给定的速度值;键15和键16分别定义为开始start和结束stop,它们是用来控制切割机的启动和停止。
液晶的初始化顺序为:关显示→正常显示驱动设置→占空比设置→复位→adc选择→清屏→开显示。初始化完成以后,用户就可以按照程序中的方法,通过调用模块化的子程序,在液晶显示屏的任意位置显示所需的信息。本发明显示的信息为切割轨迹的点坐标,切割时显示的坐标值是动态变化的。
工业机器人在运动方式上,总可以分为直线运动(简记为P)和旋转运动(简记为R)两种,应用简记符号P和R可以表示操作机运动自由度的特点,如RPRR表示机器人操作机具有四个自由度,从基座开始到臂端,关节运动的方式依次为旋转-直线-旋转-旋转。此外,工业机器人的运动自由度还有运动范围的限制。
轨迹精度是指机器人机械接口从同一方向n次跟随指令轨迹的接近程度。轨迹重复精度是指对一给定轨迹在同方向跟随n次后实到轨迹之间的不一致程度。
速度和加速度是表明机器人运动特性的主要指标。在机器人说明书中,通常提供了主要运动自由度的最大稳定速度,但在实际应用中单纯考虑最大稳定速度是不够的,还应注意其最大允许加速度。
6家知名厂商机器人对比
发布:上海杰仕达成套设备有限公司
松下SUNX伺服电机MINASA5系列特长:快速、智能、简便的A5Ⅱ系列实现快速且正确的操作高速响应高精度定位采用提高加工精度和生产性的新算法“2自由度控制方式”由于以往的模型不能对前馈控制和反馈控制进行个别调整,即使调节“缩短”的前馈控制时,在反馈控制下“减小”控制也会相应变动,所以需要针对它们相互之间再做调整。采用2自由度控制方式的A5Ⅱ系列,因为前馈控制与反馈控制可以分别调整,针对指令“缩短”和通过缩短YZ振动的“减小”,缩短了整定时间,实现低振动化。实现了电子零部件实装机的生产节拍高速化,提高了金属加工机器的表面加工精度,工业用机器人能够快速流畅地运行。简单快速设定调整时间是以往的※约1/5操作性大幅度提高,能简单使用「PANATERM」设备和装置启动时,需要调整伺服电机、驱动器的情况下,为了便于设定参数与监测等升级安装支持软件「PANATERM」。使画面更加清晰。搭配可实现快速安装的适合增益新开发出能Zda限度发挥A5Ⅱ系列特性的适合增益功能。当装置刚性低时能够降低振动的自适应陷波滤波器功能,以及能自动设定调整Z适合的各种增益。提高生产效率实现响应频率2.3kHz比以往※速度提高1.15倍实现响应频率2.3kHz。可以更快速的动作,进一步提高生产效率。松下SUNX伺服电机MINASA5系列技术规格:驱动器电机欧洲EC指令EMC指令EN5-6-2EN61800-3-低电压指令ENEN034-5机械指令功能安全*1ISO13849-1(PLd)(Cat.3)EN61508(SIL2)EN62061(SILCL2)EN(STO)IEC-UL标准UL508C(文件No.E164620)UL1004-1,UL7868)CSA标准C22.2No.14C22.2No.100韩国电波法(KC)*2KN11KN,3,4,5,6,8,11