基于ARM的数控冲床送料系统的设计.pdf

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1、基于ARM的数控冲床送料系统的设计口陈作炳口马红口曹宝新z1．武汉理工大学机电工程学院武汉4300702．北京建工学院北京100022摘要：根据现有送料系统存在的一些问题，从机电一体化的设计出发，提出了一种新的基于ARM的嵌入式系统方案。采用直线电机作控制电机，改进后的送料系统整体精度、速度和稳定性大大提高。关键词：送料系统ARM直线电机数控冲床中图分类号：TG386文献标识码：A文章编号：1000—4998(2009)05—0058—03冲床除应用于机械器件的塑性成型外，还作为许备中，往往需要有大量开关量、数字量、脉冲量以及模多专用设备的本体和母机用于筛网、垫网、防护

2、罩等的拟量的控制装置，例如电机的启停、电磁阀的开闭、产冲剪加工⋯。冲床是属于点位控制机床，在中间行程中品的计数等。此种控制方案其连线多而复杂、体积大、不进行加工。由于一般加工产品单一，模具不经常进行功耗大，一旦系统构成后，想再改变或增加功能都很困更换，所以在传统的冲床控制中一般采用继电器控制，难，另外继电器触点数目有限，因此灵活性和扩展性都送料一般采用手工送料，此种方式存在效率低、速度很差；其次在控制速度上，继电控制逻辑依靠触点的机慢、精度不能保证、安全存在隐患等方面的一系列问械动作实现控制，工作频率低，自然控制速度就很慢，题。我国的乡镇企业和中小型民营企业，由于受资金

3、管而且机械触点还会出现抖动现象，工作不稳定。理等方面的限制，简易式冲压设备使用较多，其送料绝3)单片机控制。单片机具有结构简单、使用方便、大多数是靠人工手动送料，缺乏保护装置。随着我国工价格便宜等优点，它更擅长于数据计算与数据处理，一业的发展和冲压制件类型、工艺的复杂化以及人性化般更广泛地被应用于数据采集和中央控制室控制，完生产要求，手工送料的冲压加工生产由于存在着效率、全由单片机控制。特别是运动控制台也由单片机直接速度、精度、安全等方面的一系列问题，冲压生产的手发送脉冲控制，这种方式下，单片机的负荷特别重，另工送料已逐步由自动送料机构所取代，从而进一步满外工业现场的电

4、磁等干扰信号，会对单片机产生强烈足了冲压生产自动化，提高生产速度和精度的要求。的干扰，所以采用单片机直接进入现场控制对其进行抗干扰处理也是不得不考虑的问题。1数控冲床送料系统的现状4)PLC控制。这也是目前自动送料系统比较常用1．1现有送料系统的类型的一种控制方法，方案简单，硬件可选范围广，软件编数控冲床送料系统属于机电一体化产品，它包括程容易，调试一般也不会出现太大问题。但是这种方案机械部分、控制部分、动力源、检测部分及执行元件。现也有一些无法避免的缺点，比如灵活性相对比较差，针有的自动送料系统，根据控制系统的结构形式，按照控对某个具体应用场合，很难选择出一套完全与应

5、用相制器的不同，大致可以分成如下几类：吻合的系统，往往造成系统资源浪费，而且在某些特殊1)专用的数控系统。国外的有法那克、西门子等数应用的情况下，有些技术细节难以实现。控系统；国产的有武汉华中、广州数控等。专用的数控1．2执行元4q-系统具有控制精度高、编程能力强、系统可靠性高、待现有的自动送料系统中比较普遍选用步进电机作开发的功能多等优点，但对于冲床来说由于它是点位为驱动执行组件。步进电机与驱动电路组成的开环数控制，控制相对简单，如果选用造价昂贵的专用系统无控系统，既简单、廉价，又非常可靠。但是步进电机不疑是资源上的一种浪费，况且对于具有特定意义的送能直接使用交流电源

6、和直流电源，自身的噪声和振动料装置其控制不一定具有优势。较大，带惯性负载的能力较差，而且存在振荡和失步现2)继电器控制。继电器逻辑控制的显著特点是造象，控制精度不高，如果控制不当容易产生共振，难以价低廉，但它有明显的不足之处，因为在现代化生产设运转到较高的转速。收稿日期：2008~z11月2009／5机械制造47卷第537期机，就可以无限延长其行程长度。2改进后方案6)运动安静、噪声低。由于取消了传动丝杠等部件随着我国冲压行业的发展，冲压设备性能与世界的机械摩擦。且导轨又可采用滚动导轨或磁垫悬浮导的接轨，冲压生产自动化程度的进一步提高，x．1-冲压生轨(无机械接触)，其

7、运动时噪声将大大降低。产的送料技术也提出了越来越高的要求，以满足与冲7)效率高。由于无中间传动环节，消除了机械摩擦压设备的配套。时的能量损耗，传动效率大大提高。2．1嵌入式数控冲床送料系统2．3系统硬件设计根据目前自动送料系统存在的一些不足，提出了一改进后的系统硬件结构框图如图1所示。上位机为种基于ARM的嵌入式数控冲床送料系统。从大体上PC机，通过串口与下位机ARM通信，下位机控制触摸看，嵌入式计算机系统主要有以下优点】：屏和直线电机。1)专用性。嵌入式系统通常是面向特定应用，因此嵌入式CPU大多供特定用户群设计的系统中，通常具r———