CN201151206Y - 数控伺服压力机的控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及压力机的数控技术，具体是一种数控伺服压力机的控制系统，现有技术存在开放性差、不便于系统的进一步升级拓展和更高级的智能化开发应用的缺陷，本实用新型包括下位机子系统和与下位机子系统通讯连接的上位机子系统，下位机子系统包括PLC、与PLC相连的检测设备和驱动电机；上位机子系统包括相连的前台处理模块、操作界面模块和实时通讯模块。通过采用上下位机结构的开放式控制系统增强了系统的开放性、适应性和智能化，便于进行升级和功能拓展。

Description

数控伺服压力机的控制系统

【技术领域】

本实用新型涉及压力机的数控技术，具体是一种用于高速冲压下控制加工工艺、速度和精度并进行管理的系统。

【背景技术】

目前，现有的数控伺服压力机都采用专用控制系统，系统比较复杂，开放性和适应性差，不便于系统的进一步升级拓展和更高级的智能化开发应用。

【发明内容】

为了克服现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型提供一种数控伺服压力机的控制系统，以简化系统，增强系统开放型和适应性，便于系统的升级拓展和智能化开发应用。

为此，本实用新型采用以下技术方案：一种数控伺服压力机的控制系统，其特征在于它包括下位机子系统和与下位机子系统通讯连接的上位机子系统，下位机子系统包括PLC、与PLC相连的检测设备和驱动电机；上位机子系统包括相连的前台处理模块、操作界面模块和后台处理通信模块。上位机子系统用于设置工艺参数、显示监控信息及系统管理，下位机子系统的检测设备用以收集压力机的相关参数并传给PLC，再由PLC控制驱动电机对压力机的工作状态进行调节。PLC同样负责与上位机子系统之间的通讯。上位机子系统的前台处理模块负责信息的前台处理、储存，后台处理通信模块则负责与PLC通讯及信息后台处理，操作界面模块负责人机交换部分。本实用新型采用上下位机结构的开放式控制系统来对压力机的相关参数进行设置、监控和实时的调节控制，简化结构，使数控伺服压力机具有更高程度智能化、高的精度和良好的工艺适应性，通过改进上位机系统，能很方便地进行升级和功能拓展。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本实用新型采取如下技术措施：所述的驱动电机通过减速机构与一曲轴相连，曲轴上连接有肘杆，肘杆下连有滑块，检测设备包括滑块位置检测装置和曲柄角度检测装置。所述的滑块位置检测装置为光栅尺，所述的曲柄角度检测装置为光电编码盘。光栅尺用于检测滑块运动位移，光电编码盘检测曲柄的角位移和角速度，然后通过PLC模块控制驱动电机进行控制，从而构成一闭环控制系统。

所述的检测设备包括压力机吨位仪，用以检测工作载荷大小。

所述的曲柄机构上设有装模高度调节电机，该装模高度调节电机通过变频器与PLC相连，驱动电机通过伺服驱动器与PLC相连。PLC收集到装模高度的相关数据后，通过变频器控制电机转动，调节装模高度。

所述的上位机后台处理通信模块为RTLinux实时通讯模块，其上设有RS232通讯口。RS232通讯口用以与PLC进行通讯，RTLinux模块保证后台信息处理的实时性。

所述的前台处理模块为Linux系统模块，它包括从后台处理通信模块获取数据的数据译码单元、从操作界面模块获取指令的参数设定单元和存储单元，数据译码单元通过一运行监视单元与一浏览单元相连，参数设定单元通过一参数译码单元与后台处理通信模块相连，参数设定单元还连有预览单元。浏览单元用以显示压力机运行状态，预览单元显示设定值。

所述的操作界面模块设有与前台处理模块相对应的功能键及显示设备，用以输入指令和查看监视状态。

所述的驱动电机为伺服电机。由于伺服电机的转速具有良好的可控性，能在转速范围内输出恒定的转矩，因此使用伺服电机驱动能方便地对滑块的位置和速度进行精确控制。

有益效果：本实用新型通过采用上下位机结构的开放式控制系统增强了系统的开放性、适应性和智能化，便于进行升级和功能拓展。

【附图说明】

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型上位机子系统的原理示意图。

【具体实施方式】

如图1所示的数控伺服压力机的控制系统，工控机12、操作面板11和显示器13组成上位机子系统，工控机12与PLC 15通讯连接。下位机子系统中，PLC15通过伺服驱动器14连接驱动电机16和装模高度调节电机9，电机经一级同步带(小带轮1、传动带2、大带轮3)和一级齿轮机构(小齿轮4和大齿轮5)减速后，带动一曲轴8旋转，驱动一肘杆机构6带动上滑块7实现理想的运动，光栅尺10用以测量滑块的位移、速度等参数。通过工控机、PLC模块和光栅尺、变频器对装模高度进行实时检测和装模高度调节电机的闭环调节控制，使滑块运动的下死点更稳定、精确、始终将下死点精度控制在±10μm以内。

上位机子系统原理如图2(虚线以内)所示，包括RTLinux实时通讯模块、Linux系统前台处理模块和操作界面模块，设定功能块由参数设定、预览和存储与读取等子项组成，对应不同键位，预览子项可预览加工状态，检查设置是否合理可行，这保证了对加工质量和加工过程的控制。加工参数可以通过存储单元储存供以后加工中随时调用，也可以通过浏览单元查询加工零件的各种情况。在参数设置完成后，参数经译码后，通过RS232与PLC模块通信，后台处理通信模块规定在RTLINUX的实时内核空间中执行。通过人机交互界面可方便地设置相关加工参数，可以预存冲裁、拉伸、压印、弯曲等加工工艺以及不同材料的特性曲线。运行功能块由运行监控、译码等子项组成，主要用于加工过程及加工状态的实时监控，实时监控的结果将进行实时显示，并可以随时通过浏览单元进行查询。以上实时性要求不高的单元都运行在Linux非实时层。通过COMMAND_FIFO管道将参数设定模块的指令传送到RTLINUX实时空间的RS232与PLC后台处理通信模块；同时从另一个FEEDBACK_FIFO管道中读出从PLC通过RS232口返回的执行结果。

在RTLinux实时层运行串口读取操作，实时读取PLC区间有关数控系统曲柄速度、滑块位置、行程位置、公称压力等加工状态参数，数据经译码后分配给上位机系统的各个环节，便于加工人员观测或者调整设置。用户通过工控机操作面板的按钮对压力机进行操作，通过设置与调节控制界面进行压力机的设置、调试和检测，并进行实时的显示。

Claims (9)

1、数控伺服压力机的控制系统，其特征在于：它包括下位机子系统和与下位机子系统通讯连接的上位机子系统，下位机子系统包括PLC、与PLC相连的检测设备和驱动电机；上位机子系统包括相连的前台处理模块、操作界面模块和实时通讯模块。

2、根据权利要求1所述的数控伺服压力机的控制系统，其特征在于：所述的驱动电机通过减速机构与一曲轴相连，曲轴上设有滑块，滑块下连有曲柄机构，检测设备包括滑块位置检测装置和曲柄角度检测装置。

3、根据权利要求2所述的数控伺服压力机的控制系统，其特征在于：所述的滑块位置检测装置为光栅尺，所述的曲柄角度检测装置为光电编码盘。

4、根据权利要求1、2或3所述的数控伺服压力机的控制系统，其特征在于：所述的检测设备包括压力机吨位仪。

5、根据权利要求2或3所述的数控伺服压力机的控制系统，其特征在于：所述的曲柄机构上设有装模高度调节电机，该装模高度调节电机通过变频器与PLC相连，驱动电机通过伺服驱动器与PLC相连。

6、根据权利要求1所述的数控伺服压力机的控制系统，其特征在于：所述的上位机后台处理通信模块为RTLinux实时通讯模块，其上设有RS232通讯口。

7、根据权利要求1或6所述的数控伺服压力机的控制系统，其特征在于：所述的前台处理模块为Linux系统模块，它包括从后台处理通信模块获取数据的数据译码单元、从操作界面模块获取指令的参数设定单元和存储单元，数据译码单元通过一运行监视单元与一浏览单元相连，参数设定单元通过一参数译码单元与后台处理通信模块相连，参数设定单元还连有预览单元。

8、根据权利要求7所述的数控伺服压力机的控制系统，其特征在于：所述的操作界面模块设有与前台处理模块相对应的功能键及显示设备。

9、根据权利要求1所述的数控伺服压力机的控制系统，其特征在于：所述的驱动电机为伺服电机。

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