CN115042290A - 一种高端柔性化封边机的控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高端柔性化封边机的控制系统，包括运动控制器和人机对话单元；运动控制器与人机对话单元通信连接；运动控制器分别通讯连接有上位机PC单元，压梁控制单元、喷涂控制单元、预铣刀控制单元、涂胶控制单元、12位换带控制单元、伺服压贴控制单元、前后齐头伺服控制单元、粗修控制单元、精修控制单元、跟踪仿形控制单元、刮边伺服控制单元、平刮边控制单元、抛光控制单元、清洁控制单元、水平开槽伺服控制单元和垂直开槽伺服控制单元；本发明的机构带伺服驱动器的可以进行伺服参数保存，通过上位机PC调用已设定好不同尺寸厚度封边带进行板材加工，不需要重新调节机构，通过伺服控制使机械机构的调节更加柔性化，降低板材的不良率。
Description
技术领域
本发明涉及封边机控制系统技术领域，特别地是一种高端柔性化封边机的控制系统。
背景技术
目前封边机行业上，需要切换不同厚度封边带进行木板封边，但是切换不同厚度封边带时，往往都是人工调节机构或者气动气缸切换调节，功能比较单一，不能满足客户对封边机使用需求，例如，0.4mm、0.6mm、1.2mm、2mm等不同封边带厚度，其调节机构方式往往通过手动调节或者气动气缸切换，没有伺服电机调节机构，所以不能保存之前调好不同尺寸厚度的封边带机构位置，每次切换封边带很难保证机构加工精度。最终导致工作效率低，生产不流畅或者封边效果差等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高端柔性化封边机的控制系统，通过伺服驱动器来对不同机构进行控制，从而可以实现资源最优化，同时提高加工精度，解决不同尺寸厚度的封边带调节难以及封边效果差的问题。
本发明通过以下技术方案实现的：
一种高端柔性化封边机的控制系统，包括运动控制器和人机对话单元；所述运动控制器与所述人机对话单元通信连接；所述运动控制器分别通讯连接有上位机PC单元，压梁控制单元、喷涂控制单元、预铣刀控制单元、涂胶控制单元、12位换带控制单元、伺服压贴控制单元、前后齐头伺服控制单元、粗修控制单元、精修控制单元、跟踪仿形控制单元、刮边伺服控制单元、平刮边控制单元、抛光控制单元、清洁控制单元、水平开槽伺服控制单元和垂直开槽伺服控制单元。
进一步地，高端柔性化封边机的控制系统还包括与所述运动控制器分别电连接的压梁机构、喷涂机构、预铣刀机构、涂胶机构、12位换带机构、伺服压贴机构、前后齐头伺服机构、粗修机构、精修机构、跟踪仿形机构、刮边伺服机构、平刮边机构、抛光机构、清洁机构、水平开槽伺服机构以及垂直开槽伺服机构；所述上位机PC单元通过所述运动控制器分别控制压梁机构、喷涂机构、预铣刀机构、涂胶机构、12位换带机构、伺服压贴机构、前后齐头伺服机构、粗修机构、精修机构、跟踪仿形机构、刮边伺服机构、平刮边机构、抛光机构、清洁机构、水平开槽伺服机构以及垂直开槽伺服机构。
进一步地，所述涂胶控制单元包括快速溶胶装置以及涂胶加热装置，所述快速溶胶装置包括快速溶胶I/O模块、速溶胶接触器、快速溶胶发热管、快速溶胶热电偶、快速溶胶温度模块、快速溶胶电磁阀、快速溶胶吹气电磁阀以及快速溶胶加胶粒电磁阀，所述快速溶胶温度模块通过串口通讯与所述运动控制器通讯连接；所述快速溶胶接触器、快速溶胶温度模块、快速溶胶电磁阀、快速溶胶吹气电磁阀以及快速溶胶加胶粒电磁阀分别与所述快速溶胶I/O模块电连接，所述快速溶胶热电偶与所述快速溶胶温度模块电连接，所述快速溶胶发热管与所述快速溶胶接触器电连接。
进一步地，所述涂胶加热装置包括涂胶加热I/O模块、涂胶加热接触器、涂胶加热发热管、涂胶加热热电偶、涂胶加热温度模块、涂胶加热液位传感器、涂胶加热变频器以及涂胶电机，所述涂胶加热I/O模块通过高速脉冲与所述运动控制器通讯连接，所述涂胶加热温度模块以及涂胶加热变频器均通过串口通讯与所述运动控制器通讯连接；所述涂胶加热接触器、涂胶加热温度模块以及涂胶加热液位传感器分别与所述涂胶加热I/O模块电连接，所述涂胶加热热电偶与所述涂胶加热温度模块电连接，所述涂胶加热发热管与所述涂胶加热接触器电连接，所述涂胶电机与所述涂胶加热变频器电连接。
进一步地，所述前后齐头伺服控制单元包括水平齐头伺服驱动移动装置、进退伺服移动装置、限位装置、侧靠装置、前靠装置以及切割装置；所述水平齐头伺服驱动移动装置、进退伺服移动装置均通过总线CAN与所述运动控制器通讯连接；所述限位装置、侧靠装置、前靠装置以及切割装置均通过高速脉冲与所述运动控制器通讯连接。
进一步地，所述水平齐头伺服驱动移动装置包括前齐头水平伺服驱动器和后齐头水平伺服驱动器，所述前齐头水平伺服驱动器与所述后齐头水平伺服驱动器均通过所述运动控制器本体上Motion总线通讯连接。
进一步地，所述进退伺服移动装置包括前齐头进退伺服驱动器和后齐头进退伺服驱动器，所述前齐头进退伺服驱动器和后齐头进退伺服驱动器均通过运动控制器本体上CAN总线通讯连接。
进一步地，所述精修机构包括精修伺服驱动器、精修刀具电机以及精修进退电磁阀，所述精修伺服驱动器通过所述运动控制器的总线CAN通讯连接，所述精修刀具电机通过所述运动控制器的串口通讯RS485连接,所述精修进退电磁阀通过高速脉冲与所述运动控制器通讯连接。
进一步地，所述刮边机构包括刮边伺服驱动器和刮边进退电磁阀，所述刮边伺服驱动器通过所述运动控制器的总线CAN通讯连接，所述刮边进退电磁阀通过高速脉冲与所述运动控制器通讯连接。
进一步地，所述上位机PC单元通过以太网与所述运动控制器连接。
本发明的有益效果：
1、对不同尺寸厚度封边带，机构带伺服驱动器的可以进行伺服参数保存，通过上位机PC调用已设定好不同尺寸厚度封边带进行板材加工，不需要重新调节机构，可以通人机对话单元对运动控制器进行实时监控，通过伺服控制使机械机构的调节更加柔性化。
2、本发明使用运动控制器系统，使得控制伺服驱动器的功能响应快，提高水平齐头伺服工作速度，同时保证齐头动作稳定，使精修伺服机构，刮边伺服机构修边精度高，降低板材的不良率。
附图说明
图1为本发明的整体连接框图。
图2为本发明的运动控制器分别与压梁控制单元、喷涂控制单元以及预铣刀控制单元连接框图。
图3为本发明的运动控制器与十二位换带控制单元连接图。
图4为本发明的运动控制器与前后齐头伺服控制单元连接图。
图5为本发明的运动控制器与精修伺服控制单元、粗修控制单元以及跟踪仿形控制单元连接图。
图6为本发明的运动控制器与刮边伺服控制单元、平刮边控制单元、抛光控制单元以及清洁控制单元连接图。
图7为本发明的运动控制器与涂胶控制单元连接图。
图8本发明的前后齐头机构的动作流程图。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此以本发明的示意下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此以本发明的示意性实施例及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
本实施例提供的一种高端柔性化封边机的控制系统，本实施例包括人机对话单元、I/O模块、以及运动控制器，所述人机对话通过所述运动控制器的以太网通讯连接，而I/O模块与本体运动控制器直接连接，所述运动控制器有两个CAN口通信包括一个标准Canopen协议，另外一个做Motion通信，其中所述运动控制器与所述水平齐头伺服的通信使用Motion连接，所述涂胶机构压贴伺服控制单元，精修伺服控制单元，刮边伺服控制单元，水平伺服开槽和垂直伺服开槽单元与所述运动控制器的标准Canopen协议通信。通过不同的通讯方式，使得不同单元控制之间的通讯速率更加快，有效的提高本发明高端柔性化封边机的控制系统。
具体的，本实施例方案中，水平齐头伺服电机的动作需要保持平稳性，水平伺服电机需要做电子凸轮控制，而运动控制器的Motion通信可以实现伺服电子凸轮运动，同时伺服驱动器反应速率快，运动控制位置精度高的特点。可以解决了气缸作为水平机构移动而导致动作不稳的问题。
如图1所示，一种高端柔性化封边机的控制系统，包括运动控制器和人机对话单元；所述运动控制器与所述人机对话单元通信连接；所述运动控制器分别通讯连接有上位机PC单元，压梁控制单元、喷涂控制单元、预铣刀控制单元、涂胶控制单元、12位换带控制单元、伺服压贴控制单元、前后齐头伺服控制单元、粗修控制单元、精修控制单元、跟踪仿形控制单元、刮边伺服控制单元、平刮边控制单元、抛光控制单元、清洁控制单元、水平开槽伺服控制单元和垂直开槽伺服控制单元，所述运动控制器用于控制所述伺服驱动器工作。
所述高端柔性化封边机的控制系统还包括压梁机构、喷涂机构、预铣刀机构、涂胶机构、12位换带机构、伺服压贴机构、前后齐头伺服机构、粗修机构、精修机构、跟踪仿形机构、刮边伺服机构、平刮边机构、抛光机构、清洁机构、水平开槽伺服机构以及垂直开槽伺服机构。所述上位机PC单元通过运动控制器分别控制压梁机构、喷涂机构、预铣刀机构、涂胶机构、12位换带机构、伺服压贴机构、前后齐头伺服机构、粗修机构、精修机构、跟踪仿形机构、刮边伺服机构、平刮边机构、抛光机构、清洁机构、水平开槽伺服机构以及垂直开槽伺服机构。
所述运动控制器分别与压梁机构、喷涂机构、预铣刀机构、涂胶机构、12位换带机构、伺服压贴机构、前后齐头伺服机构、粗修机构、精修机构、跟踪仿形机构、刮边伺服机构、平刮边机构、抛光机构、清洁机构、水平开槽伺服机构以及垂直开槽伺服机构电连接。所述上位机PC单元通过运动控制器分别与所述压梁机构、喷涂机构、预铣刀机构、涂胶机构、12位换带机构、伺服压贴机构、前后齐头伺服机构、粗修机构、精修机构、跟踪仿形机构、刮边伺服机构、平刮边机构、抛光机构、清洁机构、水平开槽伺服机构以及垂直开槽伺服机构通讯连接。
具体的，本实施例方案中，所述上位机PC单元通过以太网与运动控制器连接。
如图7所示，所述涂胶控制单元包括快速溶胶装置以及涂胶加热装置，所述快速溶胶装置包括快速溶胶I/O模块、速溶胶接触器、快速溶胶发热管、快速溶胶热电偶、快速溶胶温度模块、快速溶胶电磁阀、快速溶胶吹气电磁阀以及快速溶胶加胶粒电磁阀，所述快速溶胶温度模块通过串口通讯与运动控制器通讯连接；所述快速溶胶接触器、快速溶胶温度模块、快速溶胶电磁阀、快速溶胶吹气电磁阀以及快速溶胶加胶粒电磁阀分别与快速溶胶I/O模块电连接，所述快速溶胶热电偶与快速溶胶温度模块电连接，所述快速溶胶发热管与快速溶胶接触器电连接；
所述涂胶加热装置包括涂胶加热I/O模块、涂胶加热接触器、涂胶加热发热管、涂胶加热热电偶、涂胶加热温度模块、涂胶加热液位传感器、涂胶加热变频器以及涂胶电机，所述涂胶加热I/O模块通过高速脉冲与运动控制器通讯连接，所述涂胶加热温度模块以及涂胶加热变频器均通过串口通讯与运动控制器通讯连接；所述涂胶加热接触器、涂胶加热温度模块以及涂胶加热液位传感器分别与涂胶加热I/O模块电连接，所述涂胶加热热电偶与涂胶加热温度模块电连接，所述涂胶加热发热管与涂胶加热接触器电连接，所述涂胶电机与涂胶加热变频器电连接；
具体的，本实施例方案中，所述前后齐头伺服控制单元包括水平齐头伺服驱动移动装置、进退伺服移动装置、限位装置、侧靠装置、前靠装置以及切割装置。所述水平齐头伺服驱动移动装置、进退伺服移动装置均通过总线CAN与运动控制器通讯连接；所述限位装置、侧靠装置、前靠装置以及切割装置均通过高速脉冲与运动控制器通讯连接；
如图4所示，所述水平齐头伺服驱动移动装置包括前齐头水平伺服驱动器和后齐头水平伺服驱动器，所述前齐头水平伺服驱动器和后齐头水平伺服驱动器均通过运动控制器本体上Motion总线通讯连接；如图8所示，所述前齐头水平伺服驱动器让伺服电机通过规划好的前齐头凸轮曲线图执行电子凸轮运动，木板经过前齐头机构位置，前齐头侧靠下降，触发前齐头水平伺服电机缓慢启动，前齐头机构整体移动，木板贴近侧靠机构，进行伺服扭矩限制，用于防止磕板，然后前齐头水平伺服电机和木板移动速度同步，前齐头前靠气缸推进，前齐头切割气缸斜上，然后伺服电机再快速脱离木板，脱离木板返回准备位置。所述后齐头水平伺服驱动器让伺服电机通过规划好的后齐头凸轮曲线图执行电子凸轮运动，木板经过后齐头机构位置，后齐头侧靠下降，触发后齐头水平伺服电机快速启动，后齐头机构整体移动，追上木板，进行伺服扭矩限制，用于防止磕板，然后后齐头水平伺服电机和木板移动速度同步，后齐头前靠气缸推进，后齐头切割气缸斜上，后齐头水平伺服电机脱离木板，返回准备位置；扭矩限制可以通过工位参数进行开启扭矩功能。
所述进退伺服移动装置包括前齐头进退伺服驱动器和后齐头进退伺服驱动器，所述前齐头进退伺服驱动器和后齐头进退伺服驱动器均通过运动控制器本体上CAN总线通讯连接,所述前齐头进退伺服驱动器是通过不同尺寸厚度封边带进行自动切换定位，解决人工手动调节机械机构，保证机构定位精度。
如图5所示，所述精修机构包括精修伺服驱动器、精修刀具电机以及精修进退电磁阀，所述精修伺服驱动器通过运动控制器的总线CAN通讯连接，所述精修刀具电机通过运动控制器的串口通讯RS485连接,精修进退电磁阀通过高速脉冲与运动控制器通讯连接。所述精修伺服驱动器是通过不同尺寸厚度封边带进行自动切换定位，解决人工手动调节机械机构，保证机构定位精度。
如图6所示，所述刮边机构包括刮边伺服驱动器和刮边进退电磁阀，所述刮边伺服驱动器通过运动控制器的总线CAN通讯连接，刮边进退电磁阀通过高速脉冲与运动控制器通讯连接。所述刮边伺服驱动器是通过不同尺寸厚度封边带进行自动切换定位，解决人工手动调节机械机构，保证机构定位精度。
具体的，本实施例方案中，如图3是高端柔性化封边机的控制系统的十二位送带机构，十二位送带通道可以放不同尺寸封边带厚度或者不同花色封边带，也可以放同一种厚度封边。如图5～图8，有封边带厚度0.6mm、1.2mm以及2mm通过设置封边带类型保存在上位机PC本地上，压贴伺服位置参数，齐头进退伺服位置参数，若干精修伺服位置参数，若干刮边伺服位置参数都是与封边带厚度有关联，上位机PC调用不同尺寸封边带厚度，即封边带类型，压贴伺服位置参数，齐头进退伺服位置参数，若干精修伺服位置参数，若干刮边伺服位置参数自动发送对应伺服驱动器上，让伺服电机自动执行定位。设备使用年限比较久，如机械机构方面出现了精度上误差，也可以通过上位机PC修改封边带类型对应的伺服参数进行调节，从而使设备更加柔性化。
具体的，本实施例方案中，每块板材封不同尺寸厚度封边带时，前齐头和后齐头的进退伺服驱动器，会自动调节伺服电机位置；首先通过伺服原点位置校准，确定伺服电机的基准位置，当进行0.6mm薄边封边时，前齐头和后齐头的进退伺服驱动器会往外退0.6mm位置，保留封边带厚度，当齐头前靠气缸进去时，不会出现压痕，使本发明的高端柔性化封边机的控制系统更智能化。
具体的，本实施例方案中，输送带拖动电机上安装旋转编码器与运动控制器配合，实时计算工件当前位置，输送带拖动电机开始运行后，则编码器实时反馈位置信息到运动控制器上或者上位机PC，方便操作员实时了解。为本实施例的水平齐头伺服电机的工作方式，开启齐头工艺时，前齐头刀具电机、后齐头刀具电机打开，前后齐头水平伺服电机自动定位到准备位置，这时封边机设备选择0.6mm或者1.2mm以及其他厚度边带时，前后齐头进退伺服自动定位0.6mm或者1.2mm以及其他厚度边带位置，由于传统水平齐头机构是使用气动作为移动机构，速度和气压都受到限制，跟不上高端柔性化封边机的控制系统的输送带拖动电机，现在使用水平齐头伺服作为移动机构，速度和扭矩方面都可以不受限制，输送带拖动电机的编码器以及现有应用与本实施例的运动控制器配合计算出水平齐头伺服电机工作的实时工件位置，从而便于进行前后齐头的工作准确进行。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、对不同尺寸厚度封边带，机构带伺服驱动器的可以进行伺服参数保存，通过上位机PC调用已设定好不同尺寸厚度封边带进行板材加工，不需要重新调节机构，可以通人机对话单元对运动控制器进行实时监控，通过伺服控制使机械机构的调节更加柔性化。
2、本发明使用运动控制器系统，使得控制伺服驱动器的功能响应快，提高水平齐头伺服工作速度，同时保证齐头动作稳定，使精修伺服机构，刮边伺服机构修边精度高，降低板材的不良率。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种高端柔性化封边机的控制系统，其特征在于，包括运动控制器和人机对话单元；所述运动控制器与所述人机对话单元通信连接；所述运动控制器分别通讯连接有上位机PC单元，压梁控制单元、喷涂控制单元、预铣刀控制单元、涂胶控制单元、12位换带控制单元、伺服压贴控制单元、前后齐头伺服控制单元、粗修控制单元、精修控制单元、跟踪仿形控制单元、刮边伺服控制单元、平刮边控制单元、抛光控制单元、清洁控制单元、水平开槽伺服控制单元和垂直开槽伺服控制单元。
2.根据权利要求1所述的一种高端柔性化封边机的控制系统，其特征在于：还包括与所述运动控制器分别电连接的压梁机构、喷涂机构、预铣刀机构、涂胶机构、12位换带机构、伺服压贴机构、前后齐头伺服机构、粗修机构、精修机构、跟踪仿形机构、刮边伺服机构、平刮边机构、抛光机构、清洁机构、水平开槽伺服机构以及垂直开槽伺服机构；所述上位机PC单元通过所述运动控制器分别控制压梁机构、喷涂机构、预铣刀机构、涂胶机构、12位换带机构、伺服压贴机构、前后齐头伺服机构、粗修机构、精修机构、跟踪仿形机构、刮边伺服机构、平刮边机构、抛光机构、清洁机构、水平开槽伺服机构以及垂直开槽伺服机构。
3.根据权利要求1所述的一种高端柔性化封边机的控制系统，其特征在于：所述涂胶控制单元包括快速溶胶装置以及涂胶加热装置，所述快速溶胶装置包括快速溶胶I/O模块、速溶胶接触器、快速溶胶发热管、快速溶胶热电偶、快速溶胶温度模块、快速溶胶电磁阀、快速溶胶吹气电磁阀以及快速溶胶加胶粒电磁阀，所述快速溶胶温度模块通过串口通讯与所述运动控制器通讯连接；所述快速溶胶接触器、快速溶胶温度模块、快速溶胶电磁阀、快速溶胶吹气电磁阀以及快速溶胶加胶粒电磁阀分别与所述快速溶胶I/O模块电连接，所述快速溶胶热电偶与所述快速溶胶温度模块电连接，所述快速溶胶发热管与所述快速溶胶接触器电连接。
4.根据权利要求3所述的一种高端柔性化封边机的控制系统，其特征在于：所述涂胶加热装置包括涂胶加热I/O模块、涂胶加热接触器、涂胶加热发热管、涂胶加热热电偶、涂胶加热温度模块、涂胶加热液位传感器、涂胶加热变频器以及涂胶电机，所述涂胶加热I/O模块通过高速脉冲与所述运动控制器通讯连接，所述涂胶加热温度模块以及涂胶加热变频器均通过串口通讯与所述运动控制器通讯连接；所述涂胶加热接触器、涂胶加热温度模块以及涂胶加热液位传感器分别与所述涂胶加热I/O模块电连接，所述涂胶加热热电偶与所述涂胶加热温度模块电连接，所述涂胶加热发热管与所述涂胶加热接触器电连接，所述涂胶电机与所述涂胶加热变频器电连接。
5.根据权利要求1所述的一种高端柔性化封边机的控制系统，其特征在于：所述前后齐头伺服控制单元包括水平齐头伺服驱动移动装置、进退伺服移动装置、限位装置、侧靠装置、前靠装置以及切割装置；所述水平齐头伺服驱动移动装置、进退伺服移动装置均通过总线CAN与所述运动控制器通讯连接；所述限位装置、侧靠装置、前靠装置以及切割装置均通过高速脉冲与所述运动控制器通讯连接。
6.根据权利要求5所述的一种高端柔性化封边机的控制系统，其特征在于：所述水平齐头伺服驱动移动装置包括前齐头水平伺服驱动器和后齐头水平伺服驱动器，所述前齐头水平伺服驱动器与所述后齐头水平伺服驱动器均通过所述运动控制器本体上Motion总线通讯连接。
7.根据权利要求5所述的一种高端柔性化封边机的控制系统，其特征在于：所述进退伺服移动装置包括前齐头进退伺服驱动器和后齐头进退伺服驱动器，所述前齐头进退伺服驱动器和后齐头进退伺服驱动器均通过运动控制器本体上CAN总线通讯连接。
8.根据权利要求2所述的一种高端柔性化封边机的控制系统，其特征在于：所述精修机构包括精修伺服驱动器、精修刀具电机以及精修进退电磁阀，所述精修伺服驱动器通过所述运动控制器的总线CAN通讯连接，所述精修刀具电机通过所述运动控制器的串口通讯RS485连接,所述精修进退电磁阀通过高速脉冲与所述运动控制器通讯连接。
9.根据权利要求2所述的一种高端柔性化封边机的控制系统，其特征在于：所述刮边机构包括刮边伺服驱动器和刮边进退电磁阀，所述刮边伺服驱动器通过所述运动控制器的总线CAN通讯连接，所述刮边进退电磁阀通过高速脉冲与所述运动控制器通讯连接。
10.根据权利要求1所述的一种高端柔性化封边机的控制系统，其特征在于：所述上位机PC单元通过以太网与所述运动控制器连接。
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