20PM运动控制器在五轴点焊机上的应用.docx

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20PM运动控制器在五轴点焊机上的应用

项目简介

•客户为一科技集团**研究所，其下属设备室是专业焊机生产及使用厂商。

•设备功能：

适用于钢管工件的焊接。

该设备主要控制5个轴，X，Y

轴用于水平平面的轨迹控制，Z轴位于X，Y水平平面之上，是一个夹具，夹

住需要焊接的工件，同时，可控制工件正反方向旋转。

另外，两个轴分别为控制

焊枪上下左右的U轴、W轴。

设备示意图

图一为设备整体外观图，如图中所示，1为焊枪，可以上下，前后移动。

2为夹具

夹住需要焊接的钢管，本身可以做单轴的水平面旋转，3，为平台。

平台本身可以

在X-Y平面上，做X水平，Y垂直及圆弧的运动。

手自动焊接解决方案分析

一，程序流程

该工艺主要用于钢管的焊接，可用于单根钢管的焊接，及带分支钢管的焊接，

单根钢管焊接比较简单如图A所示，只需中间夹具做一圆周运动即可,这个运动命名为同心圆;图B为带分支钢管的焊接，在焊接过程中，不仅要求中间夹具要做圆周运动，底座X-Y,平台也要同步反向旋转，才能完成分支钢管的焊接，这个运动命名为偏心圆.其他水平焊接，垂直焊接就不在赘述。

该程序流程如下：

1上电参数初始化，把X,Y,Z的机械参数，及焊枪的上下轴，前后轴机械参数填到

相关设置寄存器里如（D1818,D1820,D1898D1900;等）

图1

2手动程序控制，手动控制X,Y,Z轴，及焊枪的上下轴，前后轴。

先把各轴的手动速度等参数写入相关寄存器如图2所示。

图3为把手动命令放到五个轴相关的命令寄存器。

需要注意的是20PM00M三轴运动控制器为主机，20PM00D两轴运动控制器作为扩展模块，他们之间的通信通过FROM,TO指令进行读写。

主机的CR0-CR199,对应扩展的D1500-D1599.

图2

图3

3自动控制，利用配方功能，如

配方1，为工件1，为同心圆，速度为4，半径为20，角度为30，也即

D2000=1,D2002=40,,D2004=200,D2006=300,

如配方2，为工件2，为偏心圆，速度为4.8，半径为21，角度为40，偏心距为58,也即

D2000=2,D2002=48,,D2004=210,D2006=400,D2008=580

在O100循环程序中根据

D2000的内容值,分别调用不同的运动子程序

运动子程序共有四种

D2000=1,调用OX1,为同心圆控制,G00ZD3000FD3002（D3000为根据角度半径计算D3002为速度）

D2000=2,调用OX2,为偏心圆控制,G02XD3010YD3012ZD3014RD3016FD3020（D3010,D3012为根据角度半径计算的坐标D3020为速度）

D2000=3,调用OX3,焊枪垂直控制

D2000=4,调用OX4,平台水平运动

通过配方功能可实现所需的工件,比如配方10,为工件10,为偏心圆，速度为5.8，半径为31，角度为60，偏心距为50,也即

D2000=2,D2002=48,,D2004=310,D2006=600,D2008=500

如果启动运行会自动调用相关的运动子程序及相关参数

图4

二，相关工艺及人机界面

•上列图为，设定各种焊接轨迹，切换手自动运行等

图6

•上列图为手动控制，及参数设置，在刚开始运行时，手动调整平台位置及焊枪位置到合适的地方再开始自动运行。

三，20PM电气接线

下图为20PM00M和20PM00D的接线图

20PM主要特点

•本控制方案采用了两台20PM,分别为20PM00M，20PM00D.特别提出的是20PM00M为叁轴的运动控制器，可以实现叁轴复杂的螺旋插补。

如图所示

本控制实现偏心圆轨迹的控制就用到了这个功能。

这个功能用普通PLC是完全

实现不了的。

•20PM适用于高速、高精度、高复杂的运动控制场合

•多段速执行及中断定位

•64K大容量,内置Flash存储体

•20PM00M三组差分脉冲输出，最高脉冲输出达500KHz

•两组手摇轮控制

•支持PLC顺序逻辑控制及NC控制（G码与M码）

20PM软件设定

20PM支持的G代码功能如下：

G0高速定位；G1双轴或三轴联动直线插补；G2顺时针圆弧插补（设定圆心位置）；G3逆时针圆弧插补（设定圆心位置）；G2顺时针圆弧插补（设定半径长度）；G3逆时针圆弧插补（设定半径长度）；G4停顿时间；G90设定绝对坐标系统；G91设定相对坐标系统。

DVP20PM特色。

64K步程序容量,100段运动程序，满足不同加工需求；在20PM中最大可设置100种运动轨迹，同时利用64K的程序容量，预先将需要执行的各种不同运行曲线的G码存储在PLC中，当需要加工某种规格时，可以采用文本显示器、触摸屏等来调用。

支持G码的直接汇入，当采用CAM软件生成文本格式的G码后，可利用PMSOFT的汇入菜单直接汇入到PLC运动程序中。

也可通过HMI,利用U盘导入文本格式的G码。

支持手摇轮应用，可做一些手动的调整。

具备电子原点返回模式，在20PM内存中加入了原点记忆功能，只要设定了电子原点，即使设备断电，在下次上电后也可以轻松找到原点位置。

可连结EH2主机与所有扩充模块，20PM可以灵活配置，即可以接在EH2主机后作为专门定位扩展模块，也可以做为主机连接其他的模拟量等特殊功能模块。

支持PLC顺序语言及定位语言（G码与M码），实现了通用PLC与数控技术的一个完美结合。

配置运动轨迹的离线仿真功能，在实际加工前利用该项功能可以检查运动程序是否存在问题，可及时解决减少错误发生，参见下图。