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双联圆锯径切制材系统的设计
双联圆锯径切制材系统的设计

有一个双联圆锯径切制材系统,使用两台伺服电机控制垂直的(x,y)两个
锯片的定位。设计一个以单片机(或 PLC)为核心的控制系统,通过伺服控制器
的端子,使伺服电机控制的锯片能找到起始位置,并按给定的(x,y)坐标定位
(不要求锯片的 Z 向进给控制)。设计内容包括:系统的构成框图;单片机系统、
(x,y)坐标设置、运行的状态和坐标显示、控制接口等部分的系统硬件原理图;
锯片的找原点、定位的控制流程图。对所选方案的特点、元器件的类型和参数及
控制原理加以说明,对伺服驱动器的有关参数进行设置。设电机转一周,锯片台
移动 6mm。编码器 2500 线/转(伺服电机系统建议选用 MS 系列)。

根据设计要求,系统应能够实现 X 轴和 Y 轴锯片分别在其作业平面上对工
作位置准确定位,同时定位坐标参数的设定与显示应具有便捷的交互界面(或装
置)。通过对设计要求的研读,我们发现对于伺服控制的控制器实现:;
(PLC)。毫无疑问,两者都可以实现对伺服控制器的控制。通常
单片机控制系统常用在小型控制系统,对于控制的精度不高及控制环境较好的场
合,同时其控制成本低廉。而 PLC 控制系统则常见于工业控制、数控等场合,
其对于恶劣的控制环境有较高稳定性,其模块化的扩展模块易便于系统的维护与
升级。综合上述二者的特点我们采用以 PLC 为核心的控制方式。
现在我们常用的人机交互化设计实现方式有: 数码管+键盘;
显示或触摸屏;(PC 机、工控机等)。分析各种实现方法的实现方式的难
易、稳定可靠度、便捷性等。我们采用上位机模式辅以软件编程的方式,这种系
统实现的灵活性较大便于维护且直观。

根据设计思路的方向我们确立了如图 1 所示系统构成。核心控制器部分采用
三菱FX2N—64MT以及其特殊扩展模块FX2N—20GM定位控制器;人机界面部分
设计采用MCGS组态软件来实现系统运行状态的显示与监控、定位参数的设定与
显示以及回归原点等设置;系统垂直平面上的yy05341X轴和Y轴锯片的定位分别由两台
伺服电机控制,同时两伺服电机的各种运动由其所对应的MS系列的伺服驱动器
来驱动,其指令由系统控制器所发出。同时为便于调试和检修,我们对其定位操
作还设有手动功能,如手动调整原点位置等。

图 1 系统构成框图



双联圆锯径切制材系统的设计
双联圆锯径切制材系统人机交互设计
在前面的系统构成中我们确定了以 MCGS 组态软件为设计的系统人机交互
界面。MCGS 组态软件作为一款国产工控软件,由北京昆仑通态公司研发,经过
了多年的实践检验,现如今 MCGS 也应用于众多控制场合。本系统界面是基于
通用版设计。运行界面如图 2 所示。

图 2 双联圆锯径切制材系统人机界面
我们通过在运行界面中输入相应的定位位置参数,借助于 MCGS 与三菱 PLC
间通信驱动程序(MCGS 自带),使得输入的定位数据转换的脉冲数(机械量与脉冲
数转换公式见 )与