專利名稱：多線切割機同步伺服傳動和恒張力控制系統的制作方法
多線切割機同步伺服傳動和恒張力控制系統
一、 技術領域-
本發明涉及線切割機，特別是其控制系統。
二背景技術：
多線切割機是利用細鋼絲切割線切割單晶硅等硬而脆的機器，主 要原理就是把細切割線通過復雜的機械結構，按切割的硅棒的形狀編 織成一定網狀，并在整個線網內給定恒定不變的張力，然后讓切割線 網高速的運轉，最后在切割線網上噴灑細金剛砂漿，同時進給工作臺 帶動切割線網進給，完成切割任務。
線網的正常運轉，需要多個伺服電機的高度同步來保證，切割線 在運轉過程中放切割線的線輪和收切割線的線輪直徑不斷變化，要保 持線網的張力不變，就要不斷調整放線輪和收線輪的速度和扭矩，所 以對于自動控制及驅動系統要求非常嚴格，同時系統還要有人機界面 來操作和監控，切割過程中還要記錄系統運行情況。所以控制系統要 具有快速的復雜數學計算和邏輯運算能力，同時把運算的結果盡快地 傳給執行機構。而目前的線切割機很難能達到這一點。
三
發明內容
本發明的目的是克服上述不足問題，提供一種多線切割機同步伺服傳動和恒張力控制系統，有效將同步伺服與恒張力控制同時實現， 有效提高生產效率及成品率。
本發明為實現上述目的所采用的技術方案是多線切割機同步伺 服傳動和恒張力控制系統，包括工控機和主伺服電機、從伺服電機及 收放線伺服電機，首先工控機設定一個標準給定值，給定值傳給主驅 動伺服，同時工控機與各伺服傳動之間通過Profibus高速數據傳輸， 將給定值和主驅動的數據快速傳遞給3個從驅動伺服和收放線輪伺
服，同步的實現依靠每個報文的同步字符，收放線輪伺服根據上述數 據及當前線輪直徑，線張力在工控機內進行計算至與主伺服同步的
值，計算結果經Prof ibus總線傳輸至收放線輪伺服，
所述工控機通過Profibus給定張力值至收放線伺服，經收放線 伺服接口輸出給氣動調節閥控制張力臂，調整角速度和扭矩實現收放 線伺服按設定的恒定線速度運行，收放線線輪直徑不斷變化，角度傳 感器測到張力臂的張力，實際張力與給定張力進行比較，根據張力值 和線輪直徑計算速度，調整收線或放線速度。
所述收放線輪伺服啟動停止時收到給定值和主驅動的數據。 本發明與同類產品相比，有效克服了現有只能主從伺服同步，而 不能主從伺服與線驅動伺服同步的問題，采用Profibus通訊作為現場 級的高速數據傳輸，有效解決PC、 PLC等通過高速串行總線與分散的 驅動器、閥門等之間的通信任務。同時Prof ibus還具有Peer to Peer 通訊功能，使得伺服驅動裝置之間可以直接傳送數據，無須通過工控 機或PLC，極大地提高伺服之間保持同步的速度。主從伺服及線驅動伺服之間不同的數據傳輸方式，最終實現同步控制，保證高產率，高 效率。
四
圖l為本發明網絡拓撲結構圖。 圖2為本發明同步報文結構示意圖。 圖3為張力控制流程圖。
五具體實施例方式
如圖1所示的多線切割機同歩伺服傳動和恒張力控制系統，包括 工控機1和主伺服電機2、從伺服電機3及收放線伺服電機4，工控
機與各伺服傳動之間通過Profibus高速數據傳輸，首先工控機設定 一個標準給定值，給定值傳給主驅動伺服，同時將給定值和主驅動的 實際數據及狀態快速傳遞給3個從驅動伺服和收放線輪伺服，同步的 實現硬件方面工控機和伺服分別設計有同步功能選件板，軟件方面依 靠每個報文6的同步字符(如圖2所示)，在總線上傳遞的每一貞報
文均含有一個同步字符，保證在收到報文后同時執行同一貞報文的內 容。收放線輪伺服根據上述數據和當前線輪直徑及線張力在工控機內 進行計算，通過適時改變角速度值實現與主伺服一致的線速度值，計 算結果經Profibus總線傳輸至收放線輪伺服，調整至與主伺服同步。 收放線輪伺服啟動、停止時收到給定值和主驅動的數據，收放線 伺服由于其輪軸直徑在工作中不斷變化，因此工作中需要及時進行調 整角速度和扭矩，具體調整工藝如圖3所示，工控機通過Profibus 給定張力值至收放線伺服，經收放線伺服接口輸出給氣動調節閥控制張力臂，調整角速度實現收放線伺服按設定的恒定線速度運行，收放
線線輪直徑不斷變化，角度傳感器5測到張力臂的張力，實際張力與
給定張力進行比較，根據張力值和線輪直徑計算速度，調整收線或放 線角速度，達到整個線網恒定的線速度和張力。
下面給出一段具體應用程序代碼以說明本發明 TAR1
T #AR1—STORE TAR2
T ; #AR2—STORE L 0
T #STATUS
T #RET—WT—STORE
SET
R #ERROR R #NDR R 亂BUSY R #STATIC R #OFFSETTING R #BIT—OLD L #CPLADDR SLD 3
LAR1 〃
L PIW[ARl,P糾.O] 〃
S證7 〃
JZ STAA 〃
SRW 1
JZ GEN1 STAA: SET
S #STATIC GENl:L #CPLADDR
SLD 3
T #ADR—STORE LAR1
L PIW[ARl，P抑.O]
T #DS—NR
SRW 3
JZ KKJ
A #STATIC
S #BIT—OLDKKJ: SRW 6
JZ FRI
A #BIT—OLD
L W#16#8183
JC ERRS
AN #STATIC
JC BUSY
L #ADR—STORE LAR1
L PIW[AR1，P#2.0]
SRW 8
T #DPSTATUS
L B#16#80 AW
JN NEUS
BUSY:L W#16#8180
T #STATUS SET SAVE
JU END NEUS: TAK
L B#16#7F AW
T 餅STATUS SET
S #NDR SAVE
JU END
FRI: L 2
T #DS_NR
A #STATIC
JC AAA
L P##RECV LAR2
L B[AR2，P#1.0]
L 2
I
L W#16#8184
JC ERRS
L W [AR2，P#2.0]
T #FC—DATA—LEN
L #CPLADDR
SLW 3
LAR1L B#16#76
L #DS—NR SLW 8 OW
SLD 16
L #FC—DATA—LEN OD
T PQD [AR1，P#4.0]
L 250
STRT: T #LOOP_COUNT
L PID[ARl,P糾.O]
T #TEMP—DATA
SRD 17
JZ VAL
SRW 3
JZ JJJ
JU WEIT
JJJ: SRW 1
JZ NNN
JU WEIT NNN: SRW 3
L #DS_NR
1
JC WEIT
JU LGBY
WEIT: L 助OP一COUNT
LOOP STRT
L W#16#80C4
JU ERRR
LGBY: L #TEMP—DATA
SRD 19
JZ NSQ
SET
S ^OFFSETTING
JU ERRR
NSQ: L #TEMP—DATA
T #RET—WT—STORE
JU ERRR
VAL: L #TEMP—DATA
權利要求
1. 多線切割機同步伺服傳動和恒張力控制系統，包括工控機和主伺服電機、從伺服電機及收放線伺服電機，其特征是首先工控機設定一個標準給定值，給定值傳給主驅動伺服，同時工控機與各伺服傳動之間通過Profibus高速數據傳輸，將給定值和主驅動的數據快速傳遞給3個從驅動伺服和收放線輪伺服，同步的實現依靠每個報文的同步字符，收放線輪伺服根據上述數據及當前線輪直徑，線張力在工控機內進行計算至與主伺服同步的值，計算結果經Profibus總線傳輸至收放線輪伺服。
2、 根據權利要求1所述的多線切割機同步伺服傳動和恒張力控 制系統，其特征是工控機通過Profibus給定張力值至收放線伺服， 經收放線伺服接口輸出給氣動調節閥控制張力臂，調整角速度和扭矩 實現收放線伺服按設定的恒定線速度運行，收放線線輪直徑不斷變 化，角度傳感器測到張力臂的張力，實際張力與給定張力進行比較， 根據張力值和線輪直徑計算速度，調整收線或放線速度。
3、 根據權利要求1或2所述的多線切割機同步伺服傳動和恒張力控制系統，其特征是收放線輪伺服啟動停止時收到給定值和主驅動的數據。
全文摘要
本發明涉及多線切割機控制系統。多線切割機同步伺服傳動和恒張力控制系統，包括工控機和主伺服電機、從伺服電機及收放線伺服電機，其特征是首先工控機設定一個標準給定值，給定值傳給主驅動伺服，同時工控機與各伺服傳動之間通過Profibus高速數據傳輸，將給定值和主驅動的數據快速傳遞給3個從驅動伺服和收放線輪伺服，同步的實現依靠每個報文的同步字符，收放線輪伺服根據上述數據及當前線輪直徑，線張力在工控機內進行計算至與主伺服同步的值，計算結果經Profibus總線傳輸至收放線輪伺服。
文檔編號B28D5/04GK101284401SQ20081001161
公開日2008年10月15日 申請日期2008年5月28日 優先權日2008年5月28日
發明者李冬川, 逮占文 申請人:大連連城數控機器有限公司