CN201095619Y - 基于can总线技术的全自动玻璃切割机组控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是基于CAN总线技术的全自动玻璃切割机组控制装置，上位PC机分别与CAN总线适配器对应相接；CAN总线适配器分别与运动控制器、三个远程IO模块和上片台的CAN收发器对应相接；运动控制器的第二输出/输入端分别与X轴、Y轴和Z轴伺服驱动器的第一输入/输出端对应相接；X轴、Y轴和Z轴伺服驱动器的第二输入/输出端分别与X轴、Y轴和Z轴伺服电机的输出/输入端对应相接；CAN收发器与CAN控制器和微处理器的对应串接；微处理器与上片台部分IO点A对应相接。优点：将玻璃切割机的性能进一步优化，并且玻璃上片台及玻璃切割机有效的结合起来，解决了现有玻璃切割机组灵活性不够，成本高的问题，提高了设备的自动化程度。

Description

基于CAN总线技术的全自动玻璃切割机组控制装置

技术领域

本实用新型涉及的是基于CAN总线技术的全自动玻璃切割机组控制装置。属于玻璃切割控制技术领域。

背景技术

目前，用于切割或者分割板玻璃的设备有单机作业设备和自动化三段式自动切割设备。依现有技术，手动式掰片台、上片台和切割台三台设备都需要专门的操作人员，消耗的工时比较高，应用灵活性不强，且三套设备的价格都比较高。

发明内容

本实用新型旨在克服现有技术所存在的缺陷，提出基于CAN总线技术的全自动玻璃切割机组控制装置，将玻璃切割机的性能进一步优化，并将玻璃上片台及玻璃切割机有效的结合起来，解决了现有玻璃切割机组灵活性不够，成本高的问题，提高了设备的自动化程度。

本实用新型的技术解决方案：其结构是上位PC机的第一输出/输入端与CAN总线适配器的第一输入/输出端对应相接；上位PC机的第二输出/输入端与数据库的输入/输出端对应相接；CAN总线适配器的第二输出/输入端分别与运动控制器、第一远程IO模块、第二远程IO模块、第三远程IO模块、和CAN收发器的第一输入/输出端对应相接；运动控制器的第二输出/输入端分别与X轴伺服驱动器、Y轴伺服驱动器、和Z轴伺服驱动器的第一输入/输出端对应相接；X轴伺服驱动器、Y轴伺服驱动器、和Z轴伺服驱动器的第二输入/输出端分别与X轴伺服电机、Y轴伺服电机和Z轴伺服电机的输出/输入端对应相接；CAN收发器的第二输入/输出端与CAN控制器的第一输出/输入端对应相接；CAN控制器的第二输出/输入端与微处理器的第一输入/输出端对应相接；微处理器的第二输入/输出端与微处理器的IO点A对应相接。

本实用新型的优点：自动化程度高，设备的集成能力得到了提高。将原本需要专人控制的上片台有效的至切割机上，操作人员无需再对上片台进行操作，两种设备既可以协调工作，也可以分开单独工作，更好的适应了用户的需求；系统的开放性好，应用灵活。用户只需在上位IPC中设定待切割玻璃的尺寸大小，以及根据开发出来的语言环境编写待切割的图形，这些图形可自动转化为运动控制器的运动指令，从而达到玻璃切割的目的；是否需要上片台传送玻璃只需根据切割台上的传感器就可以判断；可维护性好，通过CAN总线可以获得大量丰富的现场设备数据，具有现场级别的在线故障诊断、报警、记录功能，可完成现场设备的一些参数设定、修改工作；实用性强，经济性高，节约工程造价。I/O分布性比较好，由于现场的环境比较复杂，上片台和切割台上传送带的快速、慢速传送接触开关等等输入输出信号离控制柜距离比较远，由于选用支持CAN总线协议的远程IO模块、总线控制器和微处理器等可以方便地放置在现场设备附近，实现了分布式总线控制，从而节约了大量的I/O电缆以及由此造成的安装费用，降低了工程造价，具有良好的经济实用价值。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型上片台硬件电路原理图。

图3是本实用新型控制模块示意图。

图中的PC机、CAN总线适配器、运动控制器、远程IO模块、伺服驱动器、伺服电机、CAN收发器、微处理器、和CAN收发器均属现有技术。

具体实施方式

对照图1，其结构是上位PC机的第一输出/输入端与CAN总线适配器的第一输入/输出端对应相接；上位PC机的第二输出/输入端与数据库的输入/输出端对应相接；CAN总线适配器的第二输出/输入端分别与运动控制器、第一远程IO模块、第二远程IO模块、第三远程IO模块、和CAN收发器的第一输入/输出端对应相接；运动控制器的第二输出/输入端分别与X轴伺服驱动器、Y轴伺服驱动器、和Z轴伺服驱动器的第一输入/输出端对应相接；X轴伺服驱动器、Y轴伺服驱动器、和Z轴伺服驱动器的第二输入/输出端分别与X轴伺服电机、Y轴伺服电机和Z轴伺服电机的输出/输入端对应相接；CAN收发器的第二输入/输出端与CAN控制器的第一输出/输入端对应相接；CAN控制器的第二输出/输入端与微处理器的第一输入/输出端对应相接；微处理器的第二输入/输出端与微处理器的IO点A对应相接。

配置有1台IPC，1台运动控制器，3套伺服控制系统(包含伺服驱动器和伺服电机)，3个基于CAN总线的远程IO模块，1台远程控制器(包含CAN总线收发器、总线控制器以及微处理器)。运动控制器选用英国TRIO公司的MC206x，远程IO模块选用TRIO公司的P136子板，该设备内部集成了CAN总线总线控制器和收发器，支持CAN总线协议，伺服控制系统选用日本松下公司的A4系列的伺服系统。上位机与运动控制器的连接通信，运动控制器与上片台微处理器及远程输入输出模块的连接通讯均采用CAN总线连接，而运动控制器与伺服驱动器之间采用RS485接口通信。上片台部分CAN总线收发器采用Philips公司的PCA82C250芯片，CAN总线控制器和微处理器选用Philips公司的P8XC592集成芯片。

上位IPC与操作面板结合控制方式。操作面板上有：升起传送带、传送玻璃、切割开始、切割停止、刀头归零、上片台取片、鼓风机开启七个按钮。这个七个按钮作为输入点连接至运动控制器，对应着运动控制器的七个功能。

对照图2，开始启动的时候，按下上片台取片按钮，运动控制器通过CAN总线将需要取片信息发送至上片台处的CAN总线收发器，接受信息后，通过CAN总线控制器将信息发送给微处理器。微处理器控制行走系统的电机带动大车架横移至玻璃存放处；输出信号给液压系统将翻转臂升起，当翻转臂上的接触开关碰到玻璃时，真空系统打开，翻转臂上的吸盘将玻璃吸住；大车架回退至原点；送片系统将玻璃送至切割台。按下升起传送带按钮，运动控制器将控制液压系统将切割台上的传送带升起，直到传送带升起的上限位开关被触发。按下传送玻璃按钮，传送带电机转动，将上片台取的玻璃传送至切割台，直到切割台台面上的传送带停止限位开关被触发。

工控机IPC与运动控制器通过CAN总线通信之后，操作人员就可在基于C语言开发的人机界面上进行操作。当玻璃送至切割台后，操作人员首先在人机界面上对切割机的切割参数进行设定，这些参数包括：切割速度、异形切割压力、直线切割压力、刀头下降时间等等；然后，对系统参数进行设定，系统参数包括：玻璃尺寸、玻璃厚度等等；然后在编辑模块里对待切割玻璃的图形进行编辑，该系统中，提供直线切割指令和异形图切割指令两种方式，直线切割参照系统的指令库，异形图是调用异形图库里的图形。最后，通过CAN总线，将切割参数、系统参数、以及编辑好的玻璃运动轨迹通过CAN总线发送至运动控制器。

平面玻璃的切割需要X、Y、Z三轴伺服电机，三轴电机需要同步控制。以切割台为标准建立X、Y的平面坐标，X、Y电机根据需要带动刀头行走。Z轴电机是旋转电机，根据刀头预定的角度，带动刀头部分按照这个角度旋转，起到保护刀头的作用。按下切割玻璃按钮，伺服系统就将带动刀头按照预定的轨迹运行。在玻璃切割过程中，按下上片台取片按钮，上片台将重新取片，为下一次切割做好准备。玻璃切割完毕后，切割头回到机械零点。按下传送玻璃按钮，切割好的玻璃传送至手动式掰片台，待切割玻璃传送至切割台。按下鼓风机开启按钮，手动式掰片台的鼓风机开动，玻璃悬浮起来，有利于操作人员手动进行掰片工作。

对照图3，其结构是第一伺服驱动、第二伺服驱动和第三伺服驱动的第一输入/输出端分别与运动控制模块的第一、第二、第三输出/输入端对应相接；运动控制模块的第四输入/输出端与人机界面的第一输出/输入端对应相接；运动控制模块的第五输出/输入端与远程输入/输出端对应相接；人机界面的第二输出/输入端与切割机系统功能模块第一输入/输出端对应相接；切割机系统功能模块第二输入/输出端与控制面板的第一输出/输入端对应相接；控制面板的第二输出/输入端与微处理器取玻璃模块的输入/输出端对应相接。

对于管理人员来说，监控和故障诊断功能非常重要。在运动控制器的软件设计过程中，根据各运行情况下IO的应有状态，一旦发生异常，系统停车检修。在人机界面中，操作人员可以随时查看运动控制器上、远程IO模块、微处理器上的所有IO状态。一旦系统的运行出现异常情况，操作人员可以通过CAN总线查看各节点的IO状态。根据IO状态，管理人员可直观快速地判断出系统的故障所在。

本实用新型有效的将上片台和切割机结合在一起。采用上位IPC与操作面板结合控制方式，操作面板上有上片台取片按钮，按钮作为输入点连接至运动控制器。按下按钮，运动控制器通过CAN总线将上片信息发送至微处理器，就可以实现在切割过程中，上片台就能够为下一次的切割玻璃做好准备。

Claims (2)

1、基于CAN总线技术的全自动玻璃切割机组控制装置，其特征是上位PC机的第一输出/输入端与CAN总线适配器的第一输入/输出端对应相接；CAN总线适配器的第二输出/输入端分别与运动控制器、第一远程IO模块、第二远程IO模块、第三远程IO模块、和CAN收发器的第一输入/输出端对应相接；运动控制器的第二输出/输入端分别与X轴伺服驱动器、Y轴伺服驱动器、和Z轴伺服驱动器的第一输入/输出端对应相接；X轴伺服驱动器、Y轴伺服驱动器、和Z轴伺服驱动器的第二输入/输出端分别与X轴伺服电机、Y轴伺服电机和Z轴伺服电机的输出/输入端对应相接；CAN收发器的第二输入/输出端与CAN控制器的第一输出/输入端对应相接；CAN控制器的第二输出/输入端与微处理器的第一输入/输出端对应相接；微处理器的第二输入/输出端与微处理器的IO点A对应相接。

2、根据权利要求1所述的基于CAN总线技术的全自动玻璃切割机组控制装置，其特征是X轴伺服驱动器、Y轴伺服驱动器和Z轴伺服驱动器的第一输入/输出端分别与运动控制模块的第一、第二、第三的输出/输入端对应相接；运动控制模块的第四输入/输出端与上位机的第一输出/输入端对应相接；运动控制模块的第五输出/输入端与远程输入/输出端对应相接；人机界面的第二输出/输入端与切割机系统功能模块第一输入/输出端对应相接；切割机系统功能模块第二输入/输出端与控制面板的第一输出/输入端对应相接；控制面板的第二输出/输入端与微处理器取玻璃模块的输入/输出端对应相接。

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