电动多轴螺母拧紧机控制系统设计

详细介绍一种电动式多轴联动螺帽拧紧机控制系统软件的原理及硬件与软件基本原理。此系统选用分布式结构，每一个轴均由一个以89C51为中心的控制单元控制，确保了定扭矩拧紧完成。与众不同高速总线使上台单元与控制单元迅速互换信息内容，确保了各斜齿齿轮协调工作中，并完成特定拧紧加工工艺。 关键字：拧紧机；单片机设计；总线

1前言

现阶段，中国很多厂家生产电动式多轴联动螺帽拧紧机，其拧紧精密度通常无法达到生产制造规定，或特性不稳。其原因是，大部分选用工业生产控制电子计算机加各种各样主控板构成控制关键，也可采用可程序编程控制器(PLC)控制，但是由于这两种方式微型机或PLC响应速度慢，必然危害拧紧精密度。此系统选用分布式结构，自主开发以89C51为中心的上台协调单元及双轴控制单元，在拧紧环节中每一个单元独立工作，以确保快速反应。上台单元依据工艺标准协调斜齿齿轮拧紧流程，与此同时选用串口通信及管理电子计算机互换信息内容，既保证了拧紧精密度，且具有电子计算机监管及数据库管理作用。

2系统构成及原理

电动式多轴联动螺帽拧紧机控制全面的组成如下图1所显示(以十轴系统软件为例子)。

管理方法计算机设置拧紧的工艺指标(如拧紧的拐角开始扭矩、拐角值、扭矩值和要求的误差范围等)及体系内部结构主要参数(如系统软件每一个拧紧全过程应用速度、各种各样维护主要参数、传送数据的间距等)；队组的作业控制，接受协调单元传输各轴拧紧全过程及拧紧结论并存进数据库系统中，具备拧紧过程的搜索及打印功能；接受协调单元传输的特定轴拧紧全过程曲线图并实时同步，有意义的曲线图可根据需求存进电脑硬盘，可以随时调成表明或打印出，曲线图呈现出的扭矩上升下降全过程及屈服极限的现象，适合于剖析被拧紧件的原材料和生产状况；管理方法电子计算机还配置了质量检查手机软件，依据存放的拧紧结论算出某年、月、日或班的拧紧品质布局图条形图，依据存放的拧紧结论及工艺标准和设置的取样分类值，选用标准正态分布优化算法算出拧紧品质数据图及UCL、LCL、Cp、Cpk等剖析值，曲线图可表明及打印出，适用于具体指导生产制造，防止瑕疵品的诞生。

协调单元含有非易失RAM分布式存储的工艺指标和内部的主要参数，其自身含有LED灯及数码显示管和数字键盘，用以表明和调整这种主要参数。系统软件通电或主要参数发生变化时，将主要参数根据总线载入每一个控制单元中；协调单元具备数字输入，用以接受全自动拧紧数据信号和多轴联动拧紧数据信号键入，在必要条件达到的情形下，根据总线向控制单元传出拧紧命令；协调单元循环系统扫描仪各控制单元状态，当各单元情况变化时，根据串行接口向管理方法电子计算机传输此轴情况，全自动拧紧全过程结束后，表明此次拧紧成功与否及班级工作统计分析数；全自动拧紧环节中监控各轴情况，所有做到拐角扭矩时传出同歩拐角拧紧命令；依据主要参数设置，在全自动拧紧环节中按时载入特定轴拧紧动态性扭矩和角度值，根据串行接口传输给管理方法电子计算机。

控制单元含有一片8155，用以存放主要参数和动态性值，协调单元可以通过总线开展读写能力8155的RAM；当拧紧情况变化时，协调单元将现阶段的情况、扭矩及视角载入RAM中，使协调单元立即看到；控制单元含有LED灯及数码显示管，两行数码科技各自表明现阶段扭矩和视角，拧紧结束后表明此次拧紧结论，LED灯用以表明开关电源、顺转、翻转及拧紧过程的扭矩高、取得成功、扭矩低；控制单元的数字输入用以接收单轴正反转拧紧数据信号，模拟量输入用以接收单轴检验单元处理扭矩键入，光耦键入可接受伺服电机单元分频器解决的视角差分信号用以测算拐角，数字输出及模拟量输出用以脉冲信号给伺服电机单元来控制交流伺服电机，并完成拧紧全过程。

3系统软件关键技术特征

3.1自定总线的完成

该系统分布式结构的关键在于系统软件总线。因为协调单元与控制单元间的通讯特征是控制单元及时完成拧紧逐层全过程，协调单元控制拧紧流程并把控制单元的数据传输到管理方法电子计算机。充分考虑这一特点及单片机设计89C51网络资源状况，设计方案以分享8155的256字节数RAM为核心的总线构造。图2为协调单元电路设计图的总线插口一部分。当协调单元必须读写能力某一控制单元时，较先依据GAL16V8的74LS273寻址方式将轴号(0-31)和总线使能信号ZBE载入74LS273锁存，随后查验控制单元的返还数据信号ANS是否为全面(低电频)，合理后就可以依据GAL16V8的总线RAM的寻址方式读写能力此控制单元8155内容。读写操作与一般的RAM同样，图上U3和U5的74LS245处理芯片用以总线推动。