專利名稱：多軸伺服制瓶機(jī)智能系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
多軸伺服制瓶機(jī)智能系統(tǒng)，屬玻璃瓶罐機(jī)械控制領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前玻璃瓶罐機(jī)械領(lǐng)域的行列式制瓶機(jī)，是多組數(shù)多機(jī)構(gòu)的氣動(dòng)機(jī)器，機(jī)器的動(dòng)作主 要是靠控制電磁閥的開和關(guān)，控制氣路的通斷從而控制機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，這種控制方式能耗高， 動(dòng)作穩(wěn)定性差，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)行機(jī)速低。近幾年，國外推出了制瓶機(jī)上的伺服鉗瓶，伺服 翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，這些伺服機(jī)構(gòu)運(yùn)行穩(wěn)定，能耗低，機(jī)速高，深受用戶歡迎。但是國外的伺服機(jī) 構(gòu)控制系統(tǒng)一般采用通用式標(biāo)準(zhǔn)伺服運(yùn)動(dòng)控制器，每組一個(gè)計(jì)算機(jī)總線單元，計(jì)算機(jī)單元
連接了i/o板，通訊板，多塊運(yùn)動(dòng)伺服控制板的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，制瓶機(jī)的多軸控制需要龐大的
計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和多個(gè)控制柜組成，現(xiàn)場(chǎng)伺服機(jī)構(gòu)帶位置檢測(cè)裝置，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整定位需用現(xiàn) 場(chǎng)終端，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)整麻煩，造價(jià)高。為系統(tǒng)的長期、連續(xù)、可靠運(yùn)行埋下隱 患，給日常維護(hù)帶來極大不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服國內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，針對(duì)行列式制瓶機(jī)的 特殊要求，設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡單、集系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理、通訊、1/0、幾十軸定時(shí)定位運(yùn)動(dòng)控制 于一體的多軸伺服制瓶機(jī)智能系統(tǒng)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該多軸伺服制瓶機(jī)智能系統(tǒng)，包括上位 計(jì)算機(jī)PC,與上位計(jì)算機(jī)PC相連的控制中心PN，其特征在于控制中心PN又包括下位 計(jì)算機(jī)控制單元CPUS和伺服驅(qū)動(dòng)單元，伺服驅(qū)動(dòng)單元又包括多組雙軸撥瓶器機(jī)構(gòu)、多組 伺服鉗瓶機(jī)構(gòu)、多組伺服翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和多組伺服開模機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)器，多組雙軸撥瓶器機(jī)構(gòu)、 多組伺服鉗瓶機(jī)構(gòu)、多組伺服翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和多組伺服開模機(jī)構(gòu)通過電纜線與控制中心PN相連。
多組雙軸撥瓶器機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器SDPl SDPi，驅(qū)動(dòng)撥瓶步進(jìn)電機(jī)PMl PMi， 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器SDRl SDRi,驅(qū)動(dòng)撥爪縮回步進(jìn)電機(jī)RMl RMi;多組伺服鉗瓶機(jī)構(gòu)包括 伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器SDTl SDTi，驅(qū)動(dòng)伺服鉗瓶電機(jī)TKMl TKMi;多組伺服翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器SDIl SDIi，驅(qū)動(dòng)伺服翻轉(zhuǎn)電機(jī)IVMl IVMi;多組伺服開模機(jī)構(gòu)包括伺服 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器SD0Bl SD0Bi， SDOPl SDOPi，開模電機(jī)OPBMl OPBMi, OPPMl OPPMi，(其 中i為1、 2、 3......12)。
下位計(jì)算機(jī)控制單元CPUS又包括CPU多軸伺服控制板CBl CBi和母板MB，母板MB 通過插槽與CPU多軸伺服控制板CBl CBi相連，每塊CPU多軸伺服控制板可以連接1 7 軸的伺服驅(qū)動(dòng)器或者步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，(其中i為1、 2、 3……12)。
多軸伺服控制板為CB1 CB12塊，每塊伺服控制板CB通過伺服驅(qū)動(dòng)器SDT與伺服鉗 瓶電動(dòng)機(jī)TKM相連,通過伺服驅(qū)動(dòng)器SDI與伺服翻轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)IVM相連，通過伺服驅(qū)動(dòng)器SDOB 與伺服初模開電動(dòng)機(jī)OPBM相連，通過伺服驅(qū)動(dòng)器SDOP與伺服成模開電動(dòng)機(jī)OPPM相連； 伺服控制板CB通過步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器SDP與現(xiàn)場(chǎng)的雙軸撥瓶器步進(jìn)電動(dòng)機(jī)PM相連，通過 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器SDR與雙軸撥瓶器步進(jìn)電動(dòng)機(jī)RM相連，伺服控制板CB與撥瓶到位感應(yīng) 開關(guān)PSW、縮回到位感應(yīng)開關(guān)RSW相連，撥瓶到位感應(yīng)開關(guān)PSW和縮回到位感應(yīng)開關(guān)RSW 安裝在雙軸撥瓶器上。
安裝在下位計(jì)算機(jī)單元CPUS內(nèi)的每塊伺服控制板的程序包括主程序和中斷程序，主 程序用于接收上位機(jī)的數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、運(yùn)算、保存，按紐開關(guān)信號(hào)的釆集分析，執(zhí) 行按紐開關(guān)命令，運(yùn)行過程中的故障處理等相關(guān)處理，主要包括伺服機(jī)構(gòu)初始化模塊、伺 服機(jī)構(gòu)點(diǎn)動(dòng)模塊、雙軸撥瓶器初始化模塊和伺服機(jī)構(gòu)啟動(dòng)/停止模塊，其中伺服機(jī)構(gòu)初始 化模塊通過檢測(cè)向原點(diǎn)運(yùn)行的過程中機(jī)構(gòu)的負(fù)載情況，確定機(jī)構(gòu)的原點(diǎn)，再運(yùn)行偏移量， 定位完成，實(shí)現(xiàn)一鍵定位；伺服機(jī)構(gòu)點(diǎn)動(dòng)模塊包括自動(dòng)狀態(tài)下的點(diǎn)動(dòng)命令和手動(dòng)狀態(tài)下的 點(diǎn)動(dòng)命令，自動(dòng)狀態(tài)下的點(diǎn)動(dòng)命令，在啟動(dòng)之前的點(diǎn)動(dòng)，能單步循環(huán)運(yùn)行各個(gè)位置，檢測(cè) 運(yùn)行情況，在啟動(dòng)之后的運(yùn)行過程中，通過點(diǎn)動(dòng)按紐修正定位數(shù)據(jù)，每個(gè)循環(huán)可以處理一 次點(diǎn)動(dòng)命令，修正一次定位數(shù)據(jù)，手動(dòng)狀態(tài)下的點(diǎn)動(dòng)命令用于調(diào)整機(jī)構(gòu)運(yùn)行到合適的位置， 記錄該位置對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，并且自動(dòng)初始化；雙軸撥瓶器初始化模塊啟動(dòng)時(shí)初始化雙軸步進(jìn) 電機(jī)到原位，然后根據(jù)定時(shí)進(jìn)入運(yùn)行，停機(jī)時(shí)立即使雙軸撥瓶機(jī)構(gòu)回原位，運(yùn)行過程中檢 測(cè)伺服驅(qū)動(dòng)器的報(bào)警情況，負(fù)載情況，進(jìn)行故障處理；伺服機(jī)構(gòu)啟動(dòng)/停止模塊用于檢測(cè) 數(shù)據(jù)和硬件是否滿足啟動(dòng)條件，滿足時(shí)置啟動(dòng)標(biāo)記，系統(tǒng)在定時(shí)中斷中檢測(cè)到啟動(dòng)標(biāo)記才 正式啟動(dòng)運(yùn)行，啟動(dòng)信號(hào)消失后置停機(jī)標(biāo)記，系統(tǒng)在定時(shí)中斷中檢測(cè)到停機(jī)標(biāo)記，要運(yùn)行 到規(guī)定停機(jī)位置才正式停機(jī)；
中斷程序包括2ms中斷程序和1度中斷程序，其中2ms中斷程序中使用多個(gè)計(jì)時(shí)器計(jì) 時(shí)并定時(shí)通過同步信號(hào)采樣處理模塊采樣感應(yīng)開關(guān)的信號(hào)，釆樣主系統(tǒng)的同步信號(hào)BT，取同步信號(hào)的每周期的信號(hào)標(biāo)定成3600度，計(jì)算出1度的定時(shí)值，釆樣雙軸撥瓶器的定位 感應(yīng)開關(guān)信號(hào)，確認(rèn)雙軸撥瓶器的到位并置標(biāo)記，進(jìn)行相應(yīng)的處理；1度中斷程序進(jìn)行周 期計(jì)數(shù)，檢測(cè)各伺服軸的定時(shí)運(yùn)行、停機(jī)、停頓和變換曲線。
下位計(jì)算機(jī)控制單元CPUS,是多個(gè)CPU多伺服控制板的集合。包括母板MB和12個(gè) 段控CPU多軸伺服控制板，每個(gè)段控CPU多軸伺服控制板具有通訊，1/0， 1 7軸的伺服 定位控制功能，系統(tǒng)可控制多達(dá)80軸的伺服機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)多軸的定時(shí)定位定曲線協(xié)調(diào)同步 運(yùn)行。
本發(fā)明的多軸伺服制瓶機(jī)智能系統(tǒng)是針對(duì)行列式制瓶機(jī)的特殊要求，設(shè)計(jì)的一種集 系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理、通訊、1/0、幾十軸運(yùn)動(dòng)控制于一體的單板智能運(yùn)動(dòng)控制器，制瓶機(jī)的一
段1 7個(gè)伺服軸用一塊CPU多軸伺服板控制，多段制瓶機(jī)用多塊這樣的CPU多軸伺服控 制板同插到母板上，實(shí)現(xiàn)同步信號(hào)，通訊信號(hào)共享，實(shí)現(xiàn)一臺(tái)制瓶機(jī)多達(dá)80軸的定時(shí)、 定位、定曲線協(xié)調(diào)同步運(yùn)行的簡潔集中控制。以極為簡單的結(jié)構(gòu)方式，達(dá)到最佳可靠的多 軸運(yùn)動(dòng)控制，本發(fā)明的CPU多軸伺服控制板安裝的程序，與現(xiàn)場(chǎng)的幾個(gè)開關(guān)按鈕結(jié)合，實(shí) 現(xiàn)啟動(dòng)一鍵定位，手動(dòng)狀態(tài)下用按鈕調(diào)整行程的大小，運(yùn)行中用按鈕修正行程數(shù)據(jù)，節(jié)省 了現(xiàn)場(chǎng)終端調(diào)數(shù)據(jù)、調(diào)定位的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，給用戶操作帶來了極大方便。
與國內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的多軸伺服制瓶機(jī)智能系統(tǒng)的有益效果是僅用一個(gè) 由12塊CPU多軸伺服控制板和一個(gè)母板組成的計(jì)算機(jī)單元，就可以實(shí)現(xiàn)達(dá)80個(gè)伺服軸的 定時(shí)定位定曲線運(yùn)行，并且各伺服軸同步協(xié)調(diào)，定時(shí)定位準(zhǔn)確。在制瓶機(jī)上用伺服機(jī)構(gòu)取 代氣動(dòng)機(jī)構(gòu)，制瓶機(jī)上的每段1 7軸的伺服運(yùn)動(dòng)控制用一塊CPU多軸伺服控制板取代國 外同類產(chǎn)品的復(fù)雜計(jì)算機(jī)單元組織。本發(fā)明專用的CPU伺服控制板及上位計(jì)算機(jī)控制程序， 可以實(shí)現(xiàn)隨意制作各種凸輪機(jī)構(gòu)曲線并準(zhǔn)確定時(shí)定位按曲線運(yùn)行。與國外同類產(chǎn)品相比， 具有結(jié)構(gòu)簡單，性價(jià)比高，運(yùn)行可靠，操作方便，定位準(zhǔn)確，技術(shù)先進(jìn)等優(yōu)點(diǎn)。


圖l是本發(fā)明多軸伺服制瓶機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明多軸伺服制瓶機(jī)控制系統(tǒng)電路原理示意圖3是本發(fā)明多軸伺服制瓶機(jī)控制系統(tǒng)每段的現(xiàn)場(chǎng)控制盤示意圖4是本發(fā)明多軸伺服制瓶機(jī)伺服控制板的主程序流程圖5是本發(fā)明多軸伺服制瓶機(jī)伺服控制板的2mS中斷程序流程圖6是本發(fā)明多軸伺服制瓶機(jī)伺服控制板的1度中斷程序流程圖7是本發(fā)明多軸伺服制瓶機(jī)多軸伺服控制板的伺服機(jī)構(gòu)點(diǎn)動(dòng)模塊流程圖；圖8是本發(fā)明多軸伺服制瓶機(jī)多軸伺服控制板的雙軸撥瓶器初始化模塊流程圖； 圖9是本發(fā)明多軸伺服制瓶機(jī)多軸伺服控制板的伺服機(jī)構(gòu)初始化模塊流程圖； 圖10是本發(fā)明多軸伺服制瓶機(jī)多軸伺服控制板的伺服機(jī)構(gòu)啟動(dòng)/停止模塊流程圖； 圖11是本發(fā)明多軸伺服制瓶機(jī)伺服控制板同步信號(hào)采樣模塊流程圖。 圖1-2中PC上位計(jì)算機(jī)，CPUS下位計(jì)算機(jī)單元，MB下位機(jī)計(jì)算機(jī)母板 PN控制 中心單元 CB1 CB12下位CPU伺服控制板 SDP1 SDP12雙軸撥瓶的撥瓶步進(jìn)電機(jī) 驅(qū)動(dòng)器SDR1 SDR12雙軸撥瓶的縮回步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 PM1 PM12雙軸撥瓶的撥瓶步 進(jìn)電機(jī) RM1 RM12雙軸撥瓶的縮回步進(jìn)電機(jī) PSW1 PSW12撥瓶到位感應(yīng)開關(guān) RSW1 RSW12縮回到位感應(yīng)開關(guān)SDT1 SDT12伺服鉗瓶電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 TKM1 TKM12伺 服鉗瓶電機(jī) SDI1 SDI12伺服翻轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 IVM1 IVM12伺服翻轉(zhuǎn)電機(jī) SD0B1 SD0B12初型模開/關(guān)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 0PBM1 0PBM12初型模開/關(guān)伺服電機(jī) SD0P1 SD0P12成型模開/關(guān)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 0PPM1 0PPM12成型模開/關(guān)伺服電機(jī) LCPN現(xiàn)場(chǎng)控制盤；
圖3中BTPi雙軸撥瓶啟動(dòng)按鈕 SWTi伺服鉗瓶的手動(dòng)/自動(dòng)初始化開關(guān) Tjog+ 伺服鉗瓶點(diǎn)動(dòng)+和單步運(yùn)行調(diào)試按鈕 Tjog-伺服鉗瓶點(diǎn)動(dòng)和單步運(yùn)行調(diào)試按鈕 SWi 伺服翻轉(zhuǎn)的手動(dòng)/自動(dòng)初始化開關(guān) IJog+伺服翻轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)+和單步運(yùn)行調(diào)試按鈕 IJog-伺服翻轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)-和單步運(yùn)行調(diào)試按鈕 SW0Bi伺服初模開的手動(dòng)/自動(dòng)初始化開關(guān) Bjog+伺服初模開點(diǎn)動(dòng)+和單步運(yùn)行調(diào)試按鈕 Bjog-伺服初模開點(diǎn)動(dòng)-和單步運(yùn)行調(diào)試 按鈕 SW0Pi伺服成模開的手動(dòng)自動(dòng)初始化開關(guān) Pjog+伺服成模開點(diǎn)動(dòng)+和單步運(yùn)行 調(diào)試按鈕 PJog-伺服成模開點(diǎn)動(dòng)-和單步運(yùn)行調(diào)試按鈕 Xl進(jìn)線端口 X2出線端口。
具體實(shí)施例方式
圖1 11是本發(fā)明的最佳實(shí)施例，下面結(jié)合附圖1 11對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明
參照?qǐng)D1:
多軸伺服制瓶機(jī)智能系統(tǒng)，主要包括控制中心PN，上位計(jì)算機(jī)PC，雙軸撥瓶步進(jìn)電 動(dòng)機(jī)PM1 PM2，雙軸撥瓶縮回電機(jī)RM1 固2，鉗瓶伺服電機(jī)TKM1 TKM12，翻轉(zhuǎn)伺服電機(jī) IVM1 IVM12，初型模開/關(guān)伺服電機(jī)0PBM1 0PBM12,成型模開/關(guān)伺服電機(jī)0PPM1 0PPM12，撥瓶到位感應(yīng)開關(guān)PSW1 PSW2，撥爪返回感應(yīng)開關(guān)RSW1 RSW12組成，上位計(jì)算 機(jī)PC的COM 口與控制中心PN中的母板MB相連，控制中心PN通過信號(hào)線與生產(chǎn)線主控制 系統(tǒng)KC、現(xiàn)場(chǎng)控制盤LCPN、雙軸撥瓶器的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器SDP1 SDP12，驅(qū)動(dòng)撥瓶步進(jìn)電 機(jī)PM1 PM12,步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器SDR1 SDR12，驅(qū)動(dòng)撥爪縮回步進(jìn)電機(jī)RM1 RM12;多組伺服鉗瓶機(jī)構(gòu)的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器SDT1 SDT12，驅(qū)動(dòng)伺服鉗瓶電機(jī)TKM1 TKM12;多組伺服 翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器SDI1 SDI12，驅(qū)動(dòng)伺服翻轉(zhuǎn)電機(jī)IVM1 IVM12;多組伺服開 模機(jī)構(gòu)的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器SD0B1 SD0B12， SD0P1 SD0P12 ，開模電機(jī)0PBM1 0PBM12， 0PPM1 0PPM12相連。 參照?qǐng)D2:
中心控制單元PN由下位計(jì)算機(jī)單元CPUS組成，CPUS由12塊CPU多軸伺服控制板CB1 CB12和母板MB組成。母板MB通過插槽與12塊CPU多軸伺服控制板相連。下位計(jì)算機(jī)單 元CPUS與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器SDP1 SDP12，SDR1 SDR12相連，與伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器SDT1 SDT12，SDI1 SDI12，SD0B1 SD0B12,SD0P1 SD0P12相連，與撥瓶到位感應(yīng)開關(guān)PSW1 PSW12、縮回到位感應(yīng)開關(guān)RSW1 RSW12相連，與現(xiàn)場(chǎng)控制盤LCPN相連。上位計(jì)算機(jī)PC 的COM 口與網(wǎng)絡(luò)分配板FPB相連，網(wǎng)絡(luò)分配板FPB與中心控制單元PN中的母板MB相連。 母板MB接受的Start啟動(dòng)信號(hào)和WTB外同步信號(hào)與生產(chǎn)線主控制系統(tǒng)KC相連.
參照?qǐng)D3:
是制瓶機(jī)一段的伺服控制按鈕和開關(guān)。
BTPi是雙軸撥瓶啟動(dòng)按鈕，SWTi是伺服鉗瓶的手動(dòng)/自動(dòng)初始化開關(guān)，Tjog+伺服鉗 瓶點(diǎn)動(dòng)"+"和單步運(yùn)行調(diào)試按鈕開關(guān)，Tjog-伺服鉗瓶點(diǎn)動(dòng)"一"和單步運(yùn)行調(diào)試按鈕， SWi是伺服翻轉(zhuǎn)的手動(dòng)/自動(dòng)初始化開關(guān)，Ijog+伺服翻轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)"+"和單步運(yùn)行調(diào)試按鈕， IJog-是伺服翻轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)"-"和單步運(yùn)行調(diào)試按鈕，SWOBi是伺服初模開的手動(dòng)/自動(dòng)初始化 開關(guān)，Bjog+伺服初模開點(diǎn)動(dòng)"+"和單步運(yùn)行調(diào)試按鈕，Bjog-是伺服初模開點(diǎn)動(dòng)"-"和 單步運(yùn)行調(diào)試按鈕，SWOPi是伺服成模開的手動(dòng)自動(dòng)初始化開關(guān)，Pjog+伺服成模開點(diǎn)動(dòng)"+" 和單步運(yùn)行調(diào)試按鈕，Pjog-伺服成模開點(diǎn)動(dòng)"-"和單步運(yùn)行調(diào)試按鈕，Xl進(jìn)線端口 X2 出線端口。
參照?qǐng)D4:是多軸伺服控制板的主程序流程圖.
首先是初始化部分，對(duì)I/0端口、寄存器、存儲(chǔ)器、定時(shí)器、控制寄存器等進(jìn)行初始 化。主程序部分檢測(cè)是否有接收的上位機(jī)的數(shù)據(jù)，若有，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，保存；檢測(cè)是 否有按鈕開關(guān)命令，若有，分析在什么狀態(tài)下的哪一個(gè)開關(guān)按鈕命令，進(jìn)行相應(yīng)的處理 若是某伺服機(jī)構(gòu)的手動(dòng)開關(guān)信號(hào)，進(jìn)行初始化定位后置手動(dòng)標(biāo)記；若是某伺服機(jī)構(gòu)的自動(dòng) 開關(guān)信號(hào)，進(jìn)行初始化定位后置自動(dòng)標(biāo)記；如果是雙軸撥瓶的按鈕命令，處理雙軸撥瓶的 初始化及啟動(dòng)和停止；如果是主系統(tǒng)發(fā)來的Start啟動(dòng)信號(hào)，對(duì)各個(gè)伺服軸進(jìn)行啟動(dòng)停止 處理；檢測(cè)內(nèi)/外同步控制方式，在內(nèi)同步方式下，系統(tǒng)自動(dòng)產(chǎn)生周期信號(hào)；檢測(cè)系統(tǒng)報(bào)警并進(jìn)行處理。
參照?qǐng)D5 :是多軸伺服控制板的2ms中斷程序流程圖
在2mS中斷中，對(duì)多個(gè)計(jì)時(shí)器進(jìn)行記時(shí)，采樣從生產(chǎn)線主控制系統(tǒng)發(fā)來的外同步信 號(hào)WTB并分析處理，用同步信號(hào)的周期時(shí)間產(chǎn)生l度對(duì)應(yīng)的時(shí)間用于l度的定時(shí)中斷。采 樣雙軸撥瓶的到位感應(yīng)開關(guān)信號(hào)PSWi和RSWi信號(hào)，進(jìn)行處理后控制雙軸撥瓶的運(yùn)行；中 斷返回。
參照?qǐng)D6:是多軸伺服控制板的l度中斷程序流程圖
該中斷中對(duì)周期時(shí)間計(jì)時(shí)，檢測(cè)各軸的啟動(dòng)情況，根據(jù)啟動(dòng)狀態(tài)，適時(shí)輸出各伺服軸 的運(yùn)動(dòng)控制信號(hào)。如果有雙軸撥瓶的啟動(dòng)標(biāo)記，就定時(shí)按點(diǎn)讀出運(yùn)動(dòng)曲線數(shù)據(jù)，輸出雙軸
撥瓶運(yùn)行曲線脈沖；如果是某伺服機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)標(biāo)記，定時(shí)輸出某伺服機(jī)構(gòu)的運(yùn)行曲線脈沖； 如果是某伺服機(jī)構(gòu)的停機(jī)過程標(biāo)記，檢測(cè)是否到達(dá)停機(jī)位置，未到達(dá)就繼續(xù)運(yùn)行，到達(dá)就 清停機(jī)標(biāo)記，該伺服軸停機(jī)；中斷返回。
參照?qǐng)D7 :是多軸伺服控制板的伺服機(jī)構(gòu)點(diǎn)動(dòng)模塊流程圖。
處理在各種狀態(tài)下，按下點(diǎn)動(dòng)按紐的處理過程有點(diǎn)動(dòng)按紐命令并且在手動(dòng)狀態(tài)下， 按著點(diǎn)動(dòng)"+ "和點(diǎn)動(dòng)"一"按紐，機(jī)構(gòu)慢運(yùn)行，且記錄運(yùn)行位置對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，到達(dá)要求 位置后，同時(shí)按下點(diǎn)動(dòng)"+ "和點(diǎn)動(dòng)"一"按紐，讀出并記錄位置數(shù)據(jù)，機(jī)構(gòu)自動(dòng)初始化 回原位。如果有點(diǎn)動(dòng)按紐命令并且在自動(dòng)的停機(jī)狀態(tài)下，按一下點(diǎn)動(dòng)"+ "或者點(diǎn)動(dòng)"一" 按紐，機(jī)構(gòu)運(yùn)行一個(gè)位置，反復(fù)點(diǎn)動(dòng)，循環(huán)運(yùn)行，用于檢測(cè)機(jī)構(gòu)的定位運(yùn)行情況，便于維 修。如果有點(diǎn)動(dòng)按紐命令并且在自動(dòng)狀態(tài)的運(yùn)行過程中，按一下點(diǎn)動(dòng)"+ "按紐，機(jī)構(gòu)運(yùn) 行的行程增加一點(diǎn)，按一下點(diǎn)動(dòng)"—"按紐，機(jī)構(gòu)運(yùn)行的行程減少一點(diǎn)，達(dá)到運(yùn)行中調(diào)整 行程的及數(shù)據(jù)的目的。返回。
參照?qǐng)D8 :是多軸伺服控制板的雙軸撥瓶器初始化模塊流程圖。
首先檢測(cè)撥出軸是否在原位，若不再原位，啟動(dòng)撥出軸運(yùn)行到原位；檢測(cè)返回軸是否 在原位，若不再原位，啟動(dòng)返回軸運(yùn)行到原位；檢測(cè)到撥出軸和返回軸都回原位后，置雙 軸撥瓶啟動(dòng)標(biāo)記。返回。
參照?qǐng)D9 :是多軸伺服控制板的伺服機(jī)構(gòu)初始化模塊流程圖
5個(gè)伺服機(jī)構(gòu)的初始化程序流程相似。初始化過程是先控制機(jī)構(gòu)向原點(diǎn)方向運(yùn)行，同 時(shí)檢測(cè)負(fù)載電流，若達(dá)到設(shè)定負(fù)載，就是找到原位，再向相反方向運(yùn)行偏移量，初始化結(jié) 束。返回。
參照?qǐng)DIO :是多軸伺服控制板的伺服機(jī)構(gòu)啟動(dòng)/停止模塊流程圖所有伺服機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)停止是受主系統(tǒng)發(fā)來的同步信號(hào)和啟動(dòng)信號(hào)的控制，若有主系統(tǒng) 發(fā)來Start啟動(dòng)信號(hào)時(shí)，若已啟動(dòng)就繼續(xù)運(yùn)行；若未啟動(dòng)并且已經(jīng)初始化，若硬件和數(shù)據(jù) 滿足啟動(dòng)條件，置啟動(dòng)標(biāo)記；若未啟動(dòng)并且也未初始化，就首先進(jìn)行初始化，再置啟動(dòng)標(biāo) 記；若同步信號(hào)消失，置停機(jī)標(biāo)記。返回。
參照?qǐng)D11 :多軸伺服控制板的同步信號(hào)采樣模塊流程圖
主系統(tǒng)每周期發(fā)來一個(gè)外同步脈沖信號(hào)WTB，該程序采樣外同步信號(hào)WTB，若是上升 沿，進(jìn)行上升沿濾波后，取周期時(shí)間，根據(jù)周期時(shí)間計(jì)算計(jì)算1度的時(shí)間定時(shí)，并且設(shè)置 外同步信號(hào)標(biāo)記。如果是下降沿，進(jìn)行下降沿濾波，下降沿結(jié)束，置信號(hào)結(jié)束標(biāo)記。返回。 按照?qǐng)D1 11設(shè)計(jì)制作的多軸伺服制瓶機(jī)智能系統(tǒng)的工作原理和工作過程如下 首先通過上位計(jì)算機(jī)單元PC的串行口 COM對(duì)下位計(jì)算機(jī)單元CPUS的各多軸伺服控制 板進(jìn)行參數(shù)和曲線設(shè)置，以便符合制瓶機(jī)各伺服軸的運(yùn)動(dòng)定位要求。初次使用，可將各伺 服軸的三位開關(guān)SWXi撥到手動(dòng)上，初始化后用jog鍵調(diào)整定位和行程。各伺服軸的三位 開關(guān)SWXi撥到自動(dòng)位置上，自動(dòng)初始化后，等待主系統(tǒng)發(fā)來Start啟動(dòng)信號(hào)和WTB同步 信號(hào)，伺服軸便按照設(shè)定曲線開始執(zhí)行"動(dòng)-停-動(dòng)"的循環(huán)運(yùn)動(dòng)，主系統(tǒng)啟動(dòng)信號(hào)停止或 同步信號(hào)停，各伺服軸便停在設(shè)定位置。在運(yùn)行過程中按點(diǎn)動(dòng)按紐，可以修正運(yùn)行的行程。 在自動(dòng)狀態(tài)下運(yùn)行之前，按點(diǎn)動(dòng)按紐，可以單步運(yùn)行到各個(gè)定位。對(duì)于雙軸撥瓶，沒有初 始化開關(guān)，只有啟動(dòng)/停止按鈕，在主系統(tǒng)同步信號(hào)正常的情況下，按下雙軸撥瓶啟動(dòng)按 鈕，雙軸撥瓶器首先初始化到原始位置，然后按照外同步信號(hào)的周期，每周期完成1次撥 瓶動(dòng)作，再按一次撥瓶啟動(dòng)/停止按鈕，雙軸撥瓶器停止在原始位置，當(dāng)同步信號(hào)WTB停 止后，雙軸撥瓶器也自動(dòng)停在原始位置。
權(quán)利要求
1、多軸伺服制瓶機(jī)智能系統(tǒng)，包括上位計(jì)算機(jī)PC，與上位計(jì)算機(jī)PC相連的控制中心PN，其特征在于控制中心PN又包括下位計(jì)算機(jī)控制單元CPUS和伺服驅(qū)動(dòng)單元，伺服驅(qū)動(dòng)單元又包括多組雙軸撥瓶器機(jī)構(gòu)、多組伺服鉗瓶機(jī)構(gòu)、多組伺服翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和多組伺服開模機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)器，多組雙軸撥瓶器機(jī)構(gòu)、多組伺服鉗瓶機(jī)構(gòu)、多組伺服翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和多組伺服開模機(jī)構(gòu)通過電纜線與控制中心PN相連。
2 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的多軸伺服制瓶機(jī)智能系統(tǒng)，其特征在于多組雙軸撥瓶器 機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器SDPl SDPi，驅(qū)動(dòng)撥瓶步進(jìn)電機(jī)PMl PMi，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 SDRl SDRi，驅(qū)動(dòng)撥爪縮回步進(jìn)電機(jī)RMl RMi;多組伺服鉗瓶機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 SDTl SDTi，驅(qū)動(dòng)伺服鉗瓶電機(jī)TKMl TKMi;多組伺服翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 SDIl SDIi,驅(qū)動(dòng)伺服翻轉(zhuǎn)電機(jī)IVMl IVMi;多組伺服開模機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 SD0Bl SD0Bi， SD0Pl SD0Pi，開模電機(jī)0PBMl 0PBMi， 0PPMl 0PPMi,(其中i為1、 2、 3……12)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多軸伺服制瓶機(jī)智能系統(tǒng)，其特征在于下位計(jì)算機(jī)控制 單元CPUS又包括CPU多軸伺服控制板CBl CBi和母板MB,母板MB通過插槽與CPU多軸 伺服控制板CBi CBi相連，每塊era多軸伺服控制板可以連接1 7軸的伺服驅(qū)動(dòng)器或者 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，(其中i為1、 2、 3……12)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多軸伺服制瓶機(jī)智能系統(tǒng)，其特征在于多軸伺服控制板 為CB1 CB12塊，每塊伺服控制板CB通過伺服驅(qū)動(dòng)器SDT與伺服鉗瓶電動(dòng)機(jī)TKM相連， 通過伺服驅(qū)動(dòng)器SDI與伺服翻轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)IVM相連，通過伺服驅(qū)動(dòng)器SDOB與伺服初模開電 動(dòng)機(jī)OPBM相連，通過伺服驅(qū)動(dòng)器SDOP與伺服成模開電動(dòng)機(jī)OPPM相連；伺服控制板CB通 過步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器SDP與現(xiàn)場(chǎng)的雙軸撥瓶器步進(jìn)電動(dòng)機(jī)PM相連，通過步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng) 器SDR與雙軸撥瓶器步進(jìn)電動(dòng)機(jī)RM相連，伺服控制板CB與撥瓶到位感應(yīng)開關(guān)PSW、縮回 到位感應(yīng)開關(guān)RSW相連，撥瓶到位感應(yīng)開關(guān)PSW和縮回到位感應(yīng)開關(guān)RSW安裝在雙軸撥瓶 器上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多軸伺服制瓶機(jī)智能系統(tǒng)，其特征在于安裝在下位計(jì)算 機(jī)單元CPUS內(nèi)的每塊伺服控制板的程序包括主程序和中斷程序，主程序用于接收上位機(jī) 的數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、運(yùn)算、保存，按鈕開關(guān)信號(hào)的采集分析，執(zhí)行按鈕開關(guān)命令，運(yùn)行過程中的故障檢測(cè)處理等，主要包括伺服機(jī)構(gòu)初始化模塊、伺服機(jī)構(gòu)點(diǎn)動(dòng)模塊、雙軸撥 瓶器初始化模塊和伺服機(jī)構(gòu)啟動(dòng)/停止模塊，其中伺服機(jī)構(gòu)初始化模塊通過檢測(cè)向原點(diǎn)運(yùn) 行的過程中機(jī)構(gòu)的負(fù)載情況，確定機(jī)構(gòu)的原點(diǎn)，再運(yùn)行偏移量，初始化定位完成；伺服機(jī) 構(gòu)點(diǎn)動(dòng)模塊包括自動(dòng)狀態(tài)下的點(diǎn)動(dòng)命令和手動(dòng)狀態(tài)下的點(diǎn)動(dòng)命令，自動(dòng)狀態(tài)下的點(diǎn)動(dòng)命 令，在啟動(dòng)之前的點(diǎn)動(dòng)，能單步循環(huán)運(yùn)行各個(gè)位置，檢測(cè)運(yùn)行情況，在啟動(dòng)之后的運(yùn)行過 程中，通過點(diǎn)動(dòng)按紐修正定位數(shù)據(jù)，根據(jù)需要每個(gè)循環(huán)可以處理一次點(diǎn)動(dòng)命令，修正一次 定位數(shù)據(jù)，手動(dòng)狀態(tài)下的點(diǎn)動(dòng)命令用于控制機(jī)構(gòu)慢慢運(yùn)行到合適的位置，記錄該位置對(duì)應(yīng) 的數(shù)據(jù)，并且自動(dòng)初始化；雙軸撥瓶器初始化模塊是在啟動(dòng)時(shí)初始化雙軸步進(jìn)電機(jī)到原位， 然后根據(jù)定時(shí)進(jìn)入運(yùn)行，停機(jī)時(shí)立即使雙軸撥瓶機(jī)構(gòu)回原位，運(yùn)行過程中檢測(cè)伺服驅(qū)動(dòng)器 的報(bào)警情況，負(fù)載情況，進(jìn)行故障處理；伺服機(jī)構(gòu)啟動(dòng)/停止模塊用于檢測(cè)啟動(dòng)信號(hào)以及 數(shù)據(jù)和硬件是否滿足啟動(dòng)條件，滿足時(shí)置啟動(dòng)標(biāo)記，系統(tǒng)在定時(shí)中斷中檢測(cè)到啟動(dòng)標(biāo)記才 正式啟動(dòng)運(yùn)行，啟動(dòng)信號(hào)消失后置停機(jī)標(biāo)記，系統(tǒng)在定時(shí)中斷中檢測(cè)到停機(jī)標(biāo)記，要運(yùn)行 到規(guī)定停機(jī)位置才正式停機(jī)；中斷程序包括2ms中斷程序和1度中斷程序，其中2ms中斷程序中使用多個(gè)計(jì)時(shí)器計(jì) 時(shí)，并定時(shí)采樣主系統(tǒng)來的外同步信號(hào)和雙軸撥瓶的感應(yīng)開關(guān)的信號(hào)，取外同步信號(hào)的每 周期的信號(hào)標(biāo)定成3600度，計(jì)算出1度的定時(shí)值用于1度的定時(shí)中斷，采樣雙軸撥瓶器 的定位感應(yīng)開關(guān)信號(hào)，確認(rèn)雙軸撥瓶器的到位并置標(biāo)記，進(jìn)行相應(yīng)的處理；1度中斷程序進(jìn)行周期計(jì)數(shù)，檢測(cè)各伺服軸的定時(shí)運(yùn)行、停機(jī)、停頓和變換曲線。
全文摘要
多軸伺服制瓶機(jī)智能系統(tǒng)，屬玻璃瓶罐機(jī)械控制領(lǐng)域。包括上位計(jì)算機(jī)PC，與上位計(jì)算機(jī)PC相連的控制中心PN，其特征在于控制中心PN又包括下位計(jì)算機(jī)控制單元CPUS和伺服驅(qū)動(dòng)單元，伺服驅(qū)動(dòng)單元又包括多組雙軸撥瓶器機(jī)構(gòu)、多組伺服鉗瓶機(jī)構(gòu)、多組伺服翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和多組伺服開模機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)器，多組雙軸撥瓶器機(jī)構(gòu)、多組伺服鉗瓶機(jī)構(gòu)、多組伺服翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和多組伺服開模機(jī)構(gòu)通過電纜線與控制中心PN相連。結(jié)構(gòu)簡單、集系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理、通訊、I/O，可實(shí)現(xiàn)制瓶機(jī)每組的雙軸撥瓶，伺服鉗瓶，伺服翻轉(zhuǎn)，伺服開模等多達(dá)80個(gè)伺服軸的定時(shí)定位定曲線的協(xié)調(diào)同步定位運(yùn)行。
文檔編號(hào)G05B19/418GK101609330SQ200910017209
公開日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2009年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月11日
發(fā)明者姜豐英, 朱文金, 莉 王, 陳曉晨 申請(qǐng)人:山東三金玻璃機(jī)械股份有限公司