0 引 言
卷板机是将钢或其它金属,非金属板曲折成相应曲率制件的设备。近年来,跟着石油化工、原子能、造船、宇航、水电、轿车制作、铁路运输及修建等职业的迅速发展,关于各种形状,规范以及高精度要求的板材制件的需求量也随之急速添加。卷板机在我国已构成必定的规划,其制作水平也在不断的进步。但现在国内出产的数控卷板机大都运用简略NC 操控,加工功率低,功用相对单一,一个类型的卷板机只能加工一个规范的产品,例如,加工圆筒的卷板机只能加工圆筒,而不能加工锥筒,缺少灵活性。本文结合某厂W11X1300 ×10 水平下调式三辊卷板机的改造,提出了卷板机数控体系IPC + PMAC 的规划方案,并对驱动体系进行了全液压伺服规划,用数控体系直接操控液压体系,能够加工不同类型高精度的圆筒和锥筒,具有必定的柔性。
1 卷板机的结构及作业原理
W11X1300 ×10 水平下调式三辊卷板机是该厂出产的中型卷板机,如图1 所示。其间上辊能够上下运动,其运动由两头的液压缸驱动。2 个下辊可水平移动,且下辊距离可调。3 个辊的回转由液压马达驱动。
卷板是运用卷板机对板料进行接连3 点曲折的进程。如图2 ,卷板工艺进程大致分为4 步:预弯、对中、卷圆、矫圆。
2 卷板机数控体系规划
依据PC 机和WINDOWS 操作体系的开放式、模块化数控体系是当今数控技术发展的首要方向。在PC 机的WIN95/ N T 下有2 种办法能够完结数字操控:一种是由一台计算机和一些功用模块组成的单机办法,这种办法在硬件本钱上是较为廉价的,但在软件的编写上却适当杂乱,不便于普通用户的二次开发;另一种是并行双CPU 上下位机通讯办法,相对而言该种办法具有更大的灵活性,是一种便于用户化开发的全方位的开放式体系结构。本数控体系选用开放式数控体系的规范规划,即第2 种办法,运用了IPC + PMAC 的开放式结构体系,将PMAC 刺进PC 机中所构成的数控体系的硬件体系,运转速度快、操控精度高;数控体系软件用VC + + 610 开发,运用美国DEL TA TAU 公司供给的动态链接库PCOMM ,开发周期短。
2.1 数控体系硬件规划
2.1.1 数控体系硬件结构
本体系的硬件选用现在国内盛行的工控机+ 运动操控卡的结构体系,体系硬件结构如图3 所示。工控机选用了研华PC104/ PIII500 型嵌入式工业操控机,该机结构紧促,体积很小,因此节约数控柜的空间,并且主板上有104 总线,为PMAC 供给了总线接口。工控机作为体系的主处理器,担任体系的办理、人机界面动态显示、加工程序修正、预处理及体系参数的设置,在后台运转。
运动操控卡选用美国DEL TA TAU 公司的PMAC2/ 104 型操控卡,它供给了104 总线接口,能够直接插接到工控机上。PMAC 自带独立的高速CPU ,适当于一台独立的计算机,能够脱机独立运转,也能够经过总线或许RS232/ 422 串口和计算机通讯,作为从处理器,与主机构成主从结构的双CPU 数控体系,本体系即选用这种结构体系。PMAC 卡带有数字信号处理器DSP ,具有强壮的数字运算才能,完结数控插补、PLC程序运转等实时使命,在前台运转。这样,开发者就能够防止在非实时性操作体系WIN95/ N T 下花很多精力和时刻完结数控体系实时性使命,而只需开发上位人机交互、加工文件下载、机床状况量读取等非实时的使命。工控机和PMAC 卡经过总线通讯,来完结指令转送和数据的交流。两者之间的通讯是实时的,经过调用美国DEL TA TAU 公司供给的动态链接库PCOMM 的函数来完结。
2.1.2 数控体系接口规划
PMAC 卡的J 2 口是8 路开关量I/ O 口,但在本体系中,要用到的开关量多于8 路,故在此口上加了一块ACC —34AA 智能I/ O 板,该板带有32 路的输入输出口。其间一部分输出口用来操控液压体系中的电磁换向阀的电磁铁,电磁铁的操控电流在1～2 A ,而I/ O 板只能供给几十mA 的驱动电流,不能直接驱动电磁铁,故体系中运用固态继电器做为中心继电器,使两者的接口电流匹配,为了便于装置和节约空间选用集成的固态继电器板。
2.2 数控体系软件规划
卷板机数控体系选用开放式的结构体系,体系软件运用面向对象的体系分析与规划办法,模块化规划,用面向对象的高档言语VC + + 610 完结,使得体系维护便利,便于功用扩大。体系软件包含运转在上的IPC 的人机界面程序、上位机和下位机的通讯驱动程序和PMAC 中对各种输入输出量进行监控的PLC程序等3 部分。体系软件结构联系如图4 所示。能够看到,PCOMM 在用户程序和PMAC 卡之间起到一个桥梁效果,由动态链接库供给的函数同底层的虚拟设备驱动程序(WINDOWS9X) 进行数据交流,然后由虚拟设备驱动程序直接和硬件交流数据。
2.2.1 人机界面程序的编制
本体系的人机界面依据卷板机的加工操作特色编制的,界面简练友爱,便于工人学习、操作。该部分首要包含程序修正人机界面、加工参数输入和修正人机界面、加工模仿人机界面、故障诊断报警人机界面和在线协助人机界面,具有很好的人机交互性(HMI) ,在人机界面部分选用主菜单和相关子菜单的办法,菜单选用按钮式,当主菜单中的某一按钮按下时,就呈现与其相关的子菜单。这种图形化软键替代了传统数控机床上的错综杂乱的操作按钮,使得操作面板显得十分简练。
2.2.2 通讯驱动程序的编制
在一般体系软件的开发中,通讯驱动程序的编程是作业量最大,最困难的部分,但PMAC 为用户供给了PCOMM 这个动态链接库来完结上位机同PMAC 之间的数据交流,它包含了PMAC 的一切的通讯办法。这就使得这部分的开发作业变得简略,剩余的仅仅对动态库中的函数的调用问题了[6 ] 。下面详细介绍在VC + + 610 下调用动态库及运用库函数的办法。
PCOMM32 动态库里包含有200 多个库函数,了解高档言语的编程人员经过它便利地完结PMAC同上位PC 机的数据交流。PCOMM 中尽管函数很多,但常用的并不多,用其间的几个就能够完结大部分的通讯操控功用,满意体系需求。常用的有如下9 个函数:OpenPmacDevice ( ) 、ClosePmacDevice ( ) 、PmacConfigure () 、PmacGetResponseA ( ) 、PmacDownLoadFile ( ) 、PmacGetBufferA ( ) 、PmacReady ( ) 、PmacSendCommandA () 。
在VC + + 610 中调用动态库有2 种办法即动态链接和静态链接。这儿介绍动态链接在PCOMM中的使用。需求用到WINDOWS 的几个API (使用程序编程接口) 函数:LoadLibrary (加载动态库) 、Get ProcAddress (取得相应函数地址) 、FreeLibrary (卸载动态库) 。
首先在头文件中为所需的函数界说函数指针类型,其参数表要和动态库函数原型相同。如先界说3 个函数指针类型的别号: typedef BOOL ( CALLBACK 3 OpenPmac) (DWORD) 、typedef BOOL(CALLBACK 3 ClosePmac) (DWORD) 、typedef int (CALLBACK 3 PmacGet ) (DWORD , PCHAR ,UIN T ,PCHAR) 。
然后在该文件中界说3 个函数指针: OpenPmac open 、ClosePmac close 、PmacGet pmacget 。其次需求在履行文件中加载动态库,取得相应函数地址并赋给你所界说的函数指针:
hMyDll = LoadLibrary (“pmac”) ;加载动态库
ASSERT(hMyDll ! = NULL) ;
open = (OpenPmac) Get ProcAdress (hMyDll “, OpenPmacDevice”) ;得函数地址并赋给函数指针
close = (ClosePmac) Get ProcAdress (hMyDll “, ClosePmacDevice”) ;
pmacget = (PmacGet) Get ProcAddress (hMyDll “, PmacGetResponseA”) ;
接着经过指向函数的指针调用该函数:
if (open ! = NULL)
{
( 3 open) (0) ; / / 调用通讯初始化函数
Set Timer (1 ,50 ,NULL) ;/ / 设置定时器收集时刻为50 ms
}
void CpcommDlg : :On Timer (UIN T nIDEvent) / / 定时器响应函数
{
( 3 pmacget) (0 ,buf ,255 “, rx0”) ; / / 读取PMAC 卡寄存器X0 里的内容,存放在buf 中;
Update (FAL SE) ;
CDialog : :On Timer (nIDEvent) ;
}
最终在程序退出的时分需求将动态库卸载:
BOOL CPcommDlg : :Dest royWindow() ;
{
( 3 close) (0) ;/ / 关断与PMAC 的通讯
FreeLibrary (hMyDll) ;/ / 卸载动态库
ret urn CDialog : :Dest royWindow() ;
}
2.2.3 PLC程序的编制
PMAC 带有内置的软PLC 功用, PLC 的运转也是由PMAC 来完结的。PLC 的语法是选用IF -EL SE 结构的类C 言语,开发者只需有C 言语的根底就能够很快写出所需的PLC 程序。然后,运用PMAC 自带的软件开发渠道,修正,编译PLC 程序,并下载到PMAC 卡中。体系的PLC 程序完结体系的初始化和对各种输入输出量进行监控,首要包含看门狗PLC、上电PLC、主PLC、指示灯办理PLC 和下电PLC。主PLC 用来完结对操控面板及机床输入、输出进行监控的使命,它首要包含各种手动、主动功用的完结、主轴运动的操控、上料和卸料等操作。
3 结 论
依据IPC + PMAC 结构的双CPU 开放式数控体系,因为PMAC 的强壮的功用,不仅在硬件体系的衔接集成上比较便利,并且在体系软件的开发因为其供给的动态库支撑也变得相对简略,用户开发自己的数控体系其实便是对PMAC 功用的定制。这运用户在比较短的周期内能开宣布所需特定功用的数控体系。
