九轴水火弯板机器人运动控制系统设计.pdf

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1、第3期组合机床与自动化加工技术No．32016年3月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueMar．2016文章编号：1001—2265(2016)03—0090—03DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2016．03．025九轴水火弯板机器人运动控制系统设计术王全刚，程良伦(广东工业大学a．自动化学院；b．计算机学院，广州510006)摘要：针对现阶段船体外板水火加工自动化水平普遍不高，工人手工烧板效率低、成本高、精度差、劳动强度大的现状，设计出基于TRIO嵌入式运动控制器

2、和可编程逻辑器件PLC的九轴水火弯板机器人运动控制系统，通过弯板机器人九轴联动，实现火枪头按照规划火路对钢板进行自动水火加工。设计了TRIO与PLC之间的自由口通用串行通信协议，保证了控制系统通信的可靠性。该系统提升了船体外板加工的效率和质量，降低了生产成本和体力支出，能够完全满足水火弯板的自动化加工需求。关键词：九轴联动；水火弯板；串行通信中图分类号：TH165；TG659文献标识码：ADesignofMotionControlSystemforNine-axisLineHeatingRobotWANGQuan—gang。，CHENGLiang-lu

3、n(a．SchoolofAutomation；b．SchoolofComputerScienceandTechnology，GuangdongUniversityofTechnolo-gY，Guangzhou510006，China)Abstract：Forthepresentstageofhullplatelineheatingprocessthattheautomationlevelisnothigh，themanualplateburninghasmanydisadvantagessuchasloweficiency，highcost，poora

4、ccuracy，highlaborintensityofthesituation，wedesignedthemotioncontrolsystemfornine—axislineheatingrobotbasedonTRIOembeddedmotioncontrollerandprogrammablelogiccontrollerPLC．Throughnineaxeslinkageoflineheatingrobot，thesystemachievedautomaticprocessingforlineheatingaccordingtotheplan

5、neddesignofthefireroad．WealsodesignedthefreeportuniversalserialcommunicationprotocolbetweenTRIOandPLC．Inthisway，itcanensurethereliabilityofcommunicationofthecontrolsystem．Thissystemim—provedtheeficiencyandqualityofhullplateprocessandreducedproductioncostandenergyexpenditure，full

6、ymettheneedsofautomaticprocessoflineheating．Keywords：nineaxeslinkage；lineheatingplate；serialcommunication年来广船国际股份有限公司、上海交通大学和广东工0引言业大学等科研单位对此领域的研究也取得了一些成近年来，我国的船舶制造业已经有了突飞猛进的果J。国外日韩等国对水火弯板自动化加工技术已经发展，市场份额已占全球四成以上¨J。但是在技术创有了四十多年的研究，研究水平处于行业领先位置，较新和组织管理方面，与日韩等造船强国还有较大差距。著名的系统有日本IH

7、I一0【系统和韩国ICALM系水火弯板作为当今造船业普遍采用的船体外板加工方统。法，是在平整板材经过辊压机进行粗加工后，用火枪对本文以英国TRIO公司MC464型运动控制器和日钢板局部加热，利用钢板受热一冷却，使局部钢材发生本i菱FX2N-64MT—D型PLC共同组成控制核心，实细微热塑性收缩形变，从而使钢板达到设计的三维形现了弯板机器人的九轴联动，解决了两种控制器之间状。的双向通信问题，PLC自带多达64个10点还保证了当今国内船体外板水火加工基本还是采用人工烧系统的各项电气控制和信号采集。实践证明，九轴水板，自动化水平不高，生产效率低下，工人劳动环

8、境较火弯板机器人大大提高了船体外板加工效率，满足了差。大连理工大学作为国内首台水火弯板机的研制