目前，國(guó)內(nèi)大部分廠(chǎng)家生產(chǎn)的電動(dòng)多軸螺母機(jī)，制造的螺母精度往往達(dá)不到生產(chǎn)要求，或性能不穩(wěn)定。其主要原因是，多數(shù)采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)加各種板卡組成控制核心，或采用可編程序控制器(PLC)控制，但由于這兩種方法微機(jī)或PLC響應(yīng)速度慢，勢(shì)必影響加工精度。最近我公司研發(fā)出一種電動(dòng)多軸螺母機(jī)系統(tǒng)，采用分布式結(jié)構(gòu)，每個(gè)軸都有一個(gè)以89C51為核心的控制單元控制，保證了定扭矩加工實(shí)現(xiàn)，獨(dú)特的高速總線(xiàn)使上位單元與控制單元快速交換信息，保證各軸協(xié)調(diào)工作，以完成特定的加工工藝。以保證快速響應(yīng)。上位單元根據(jù)工藝要求協(xié)調(diào)軸間加工步驟，同時(shí)采用串行通信與管理計(jì)算機(jī)交換信息，既保證了加工精度，又具有計(jì)算機(jī)監(jiān)控及數(shù)據(jù)管理功能。

系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理

電動(dòng)多軸螺母機(jī)控制系統(tǒng)的構(gòu)成(以十軸系統(tǒng)為例)。管理計(jì)算機(jī)設(shè)置加工的工藝參數(shù)(如加工的轉(zhuǎn)角起始扭矩、轉(zhuǎn)角值、扭矩值及要求的誤差范圍等)及系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)(如系統(tǒng)每個(gè)加工過(guò)程使用的速度、各種保護(hù)參數(shù)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈g隔等)；班組的作業(yè)管理，接收協(xié)調(diào)單元傳送的各軸加工過(guò)程及加工結(jié)果并存入數(shù)據(jù)庫(kù)中，具有加工結(jié)果的查找及打印功能；接收協(xié)調(diào)單元傳送的指定軸加工過(guò)程曲線(xiàn)并實(shí)時(shí)顯示，有價(jià)值的曲線(xiàn)可根據(jù)要求存入硬盤(pán)，可隨時(shí)調(diào)出顯示或打印，曲線(xiàn)反映的扭矩上升下降過(guò)程及屈服點(diǎn)的情況，可用于分析被加工件的材料和加工情況；管理計(jì)算機(jī)還配備了質(zhì)量分析軟件，根據(jù)存儲(chǔ)的加工結(jié)果計(jì)算出某年、月、日或班的加工質(zhì)量分布圖直方圖，根據(jù)存儲(chǔ)的加工結(jié)果及工藝要求和設(shè)定的采樣分組值，采用正態(tài)分布算法計(jì)算出加工質(zhì)量趨勢(shì)圖及UCL、LCL、Cp、Cpk等分析值，曲線(xiàn)可顯示及打印，用于指導(dǎo)生產(chǎn)，避免殘次品的出現(xiàn)。協(xié)調(diào)單元帶有非易失RAM存儲(chǔ)系統(tǒng)的工藝參數(shù)和內(nèi)部參數(shù)，其本身帶有LED燈及數(shù)碼管和小鍵盤(pán)，用于顯示和修改這些參數(shù)。系統(tǒng)上電或參數(shù)變化時(shí)，將參數(shù)通過(guò)總線(xiàn)寫(xiě)入每個(gè)控制單元中；協(xié)調(diào)單元具有數(shù)字輸入，用于接收自動(dòng)加工信號(hào)和多軸加工信號(hào)輸入，在條件滿(mǎn)足的情況下，通過(guò)總線(xiàn)向控制單元發(fā)出加工指令；協(xié)調(diào)單元循環(huán)掃描各控制單元的狀態(tài)，當(dāng)各單元狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，通過(guò)串行口向管理計(jì)算機(jī)傳送此軸的狀態(tài)，自動(dòng)加工過(guò)程結(jié)束時(shí)，顯示本次加工是否成功及本班作業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)；自動(dòng)加工過(guò)程中監(jiān)視各軸的狀態(tài)，全部達(dá)到轉(zhuǎn)角扭矩時(shí)發(fā)出同步轉(zhuǎn)角加工指令；根據(jù)參數(shù)設(shè)定，在自動(dòng)加工過(guò)程中定時(shí)讀取指定軸的加工動(dòng)態(tài)扭矩和角度值，通過(guò)串行口傳送給管理計(jì)算機(jī)。控制單元內(nèi)設(shè)一片8155，用于存儲(chǔ)參數(shù)和動(dòng)態(tài)值，協(xié)調(diào)單元可通過(guò)總線(xiàn)進(jìn)行讀寫(xiě)8155的RAM；當(dāng)加工狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，協(xié)調(diào)單元將當(dāng)前的狀態(tài)、扭矩及角度寫(xiě)入RAM中，使協(xié)調(diào)單元及時(shí)讀到；控制單元帶有LED燈及數(shù)碼管，兩排數(shù)碼分別顯示當(dāng)前扭矩和角度，加工結(jié)束時(shí)顯示本次加工結(jié)果，LED燈用于顯示電源、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)及加工結(jié)果的扭矩高、成功、扭矩低；控制單元的數(shù)字輸入用于接收單軸的正反轉(zhuǎn)加工信號(hào)，模擬量輸入用于接收單軸的檢測(cè)單元處理的扭矩輸入，光耦輸入可接收伺服單元分頻處理的角度脈沖信號(hào)用于計(jì)算轉(zhuǎn)角，數(shù)字輸出及模擬量輸出用于輸出信號(hào)給伺服單元來(lái)控制伺服電機(jī)，以完成加工過(guò)程。

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