一種嵌入式焊接運(yùn)動控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及數(shù)控領(lǐng)域，特別是設(shè)計(jì)一種嵌入式焊接運(yùn)動控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)控機(jī)床或數(shù)控焊接機(jī)的焊接運(yùn)動控制器在焊接結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用?，F(xiàn)代設(shè)備對于自動化程度的要求越來越高，對數(shù)控機(jī)床或數(shù)控焊接機(jī)的焊接運(yùn)動控制器的實(shí)時(shí)性提出了更高要求，特別是對于坑凹面焊接作業(yè)。
[0003]現(xiàn)有的焊接運(yùn)動控制器，通常由運(yùn)動控制芯片在單片機(jī)的控制下，向數(shù)控機(jī)床或數(shù)控焊接機(jī)的X、Y、Z軸伺服器發(fā)出控制信號，由Χ、Υ、Ζ軸伺服器分別控制Χ、Υ、Ζ軸伺服電機(jī)，進(jìn)而達(dá)到控制Χ、Υ、Ζ運(yùn)動軸的目的，在X運(yùn)動軸、Y運(yùn)動軸、Z運(yùn)動軸的機(jī)械臂上安裝有焊槍，在Χ、Υ、Ζ運(yùn)動軸的帶動下，焊槍到達(dá)焊接面的焊接位置，完成焊接工作。在焊接面上，X、Y運(yùn)動軸的運(yùn)動軌跡通常為簡單的往復(fù)運(yùn)動，而Z運(yùn)動軸的運(yùn)動軌跡則較為復(fù)雜，Z運(yùn)動軸的焊炬高度與焊槍的輸出電流密切相關(guān)，現(xiàn)有焊接運(yùn)動控制器中，Χ、γ、ζ運(yùn)動軸均由單片機(jī)控制運(yùn)動控制芯片，實(shí)時(shí)性大受影響，這必然影響焊接質(zhì)量。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型提供一種嵌入式焊接運(yùn)動控制器，解決現(xiàn)有焊接運(yùn)動控制器控制運(yùn)動軸運(yùn)動時(shí)出現(xiàn)的實(shí)時(shí)性差的問題。
[0005]本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案解決上述問題:
[0006]一種嵌入式焊接運(yùn)動控制器，包括中央處理器模塊、運(yùn)動控制模塊、X軸伺服器、X軸伺服電機(jī)、X運(yùn)動軸、Y軸伺服器、Y軸伺服電機(jī)、Y運(yùn)動軸、Z軸伺服器、Z軸伺服電機(jī)和Z運(yùn)動軸；中央處理器模塊與運(yùn)動控制模塊相連；運(yùn)動控制模塊的一路輸入輸出端與X軸伺服器相連，X軸伺服器與X軸伺服電機(jī)相連，X軸伺服電機(jī)的輸出端與X運(yùn)動軸相連；運(yùn)動控制模塊的另一路輸入輸出端與Y軸伺服器相連，Y軸伺服器與Y軸伺服電機(jī)相連，Y軸伺服電機(jī)的輸出端與Y運(yùn)動軸相連；所述Z軸伺服器的一路輸入輸出端與Z軸伺服電機(jī)相連，所述Z軸伺服電機(jī)與Z運(yùn)動軸相連；所述X運(yùn)動軸、Y運(yùn)動軸、Z運(yùn)動軸的機(jī)械臂安裝有焊槍；進(jìn)一步還包括電流檢測模塊；所述Z軸伺服器的一路輸入端與中央處理器模塊相連，所述Z軸伺服器的一路輸出端與運(yùn)動控制模塊相連；所述焊槍的電流輸出端與電流檢測模塊相連；所述電流檢測模塊的輸出端與中央處理器模塊相連。
[0007]上述方案中，進(jìn)一步還包括接口模塊，所述運(yùn)動控制模塊經(jīng)接口模塊后，一路輸入輸出端與X軸伺服器相連，另一路輸入輸出端與Y軸伺服器相連；所述Z軸伺服器的一路輸出端經(jīng)接口模塊與運(yùn)動控制模塊相連。
[0008]上述方案中，進(jìn)一步還包括過程設(shè)置模塊，所述過程設(shè)置模塊與中央處理器模塊相連。
[0009]上述方案中，進(jìn)一步包括存儲模塊，所述存儲模塊與中央處理器模塊相連。
[0010]上述方案中，所述電流檢測模塊為霍爾傳感器。
[0011]本實(shí)用新型構(gòu)建的一種嵌入式焊接運(yùn)動控制器，由運(yùn)動控制模塊控制X運(yùn)動軸和Y運(yùn)動軸的運(yùn)動，由中央處理器模塊根據(jù)焊槍的輸出電流發(fā)出控制信號至Z軸伺服器，進(jìn)而控制Z運(yùn)動軸的運(yùn)動，將對X、Y運(yùn)動軸的控制與對Z運(yùn)動軸的控制分開，提高Χ、Υ、Ζ運(yùn)動軸的實(shí)時(shí)反應(yīng)能力；運(yùn)動控制模塊接收X、Y、Z運(yùn)動軸的編碼反饋和狀態(tài)信號，并輸送至中央處理器模塊，中央處理器模塊根據(jù)X、Y、Z運(yùn)動軸實(shí)際的運(yùn)動情況與設(shè)置的做對比和控制，以對X、Y運(yùn)動軸的運(yùn)動情況進(jìn)行修正。
[0012]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)與效果是:
[0013]1、由運(yùn)動控制模塊控制X、Y運(yùn)動軸，由中央處理器模塊通過對運(yùn)動軸上的焊槍的輸出電流進(jìn)行檢測，根據(jù)電流檢測值來控制Z運(yùn)動軸，Χ、Υ、Ζ運(yùn)動軸的實(shí)際運(yùn)動情況均反饋給中央處理器模塊，中央處理器模塊根據(jù)反饋情況進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，提高了 X、Y、Z運(yùn)動軸的實(shí)時(shí)反應(yīng)能力；
[0014]2、中央處理器模塊為ARM9S3C2440A核心板，S3C2440A具有豐富的片內(nèi)資源，為16/32位精簡指令集(RISC)微處理器，為手持設(shè)備和普通應(yīng)用提供了低功耗和高性能的小型芯片微控制器的解決方案，其全靜態(tài)設(shè)計(jì)特別適合于對成本和功率敏感的應(yīng)用；S3C2440A高速地進(jìn)行各種運(yùn)動控制算法的運(yùn)算工作，而X、Y運(yùn)動軸的運(yùn)動控制由運(yùn)動控制芯片來實(shí)現(xiàn)，這樣減輕了 ARM微處理器的負(fù)擔(dān)，提高了運(yùn)動控制器的實(shí)時(shí)性；
[0015]3、運(yùn)動控制模塊為MCX314AL，MCX314AL能同時(shí)控制4個(gè)伺服器，以脈沖串形式輸出，能對伺服器進(jìn)行位置控制、插補(bǔ)驅(qū)動、速度控制等，中央處理器模塊對其輸入信號的監(jiān)測和對輸出信號的狀態(tài)控制通過讀寫MCX314AL的8個(gè)寄存器來實(shí)現(xiàn)，有助于提高運(yùn)動控制的實(shí)時(shí)性。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型一種嵌入式焊接運(yùn)動控制器的原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，但本實(shí)用新型并不局限于這些實(shí)施例。
[0018]—種嵌入式焊接運(yùn)動控制器，與現(xiàn)有技術(shù)相同，包括中央處理器模塊、運(yùn)動控制模塊、X軸伺服器、X軸伺服電機(jī)、X運(yùn)動軸、Y軸伺服器、Y軸伺服電機(jī)、Y運(yùn)動軸、Z軸伺服器、Z軸伺服電機(jī)和Z運(yùn)動軸；其中，中央處理器模塊與運(yùn)動控制模塊相連；運(yùn)動控制模塊的一路輸入輸出端與X軸伺服器相連，X軸伺服器與X軸伺服電機(jī)相連，X軸伺服電機(jī)的輸出端與X運(yùn)動軸相連；運(yùn)動控制模塊的另一路輸入輸出端與Y軸伺服器相連，Y軸伺服器與Y軸伺服電機(jī)相連，Y軸伺服電機(jī)的輸出端與Y運(yùn)動軸相連；ζ軸伺服器的一路輸入輸出端與Z軸伺服電機(jī)相連，Z軸伺服電機(jī)與Z運(yùn)動軸相連；運(yùn)動軸機(jī)械臂上安裝有焊槍；不同之處在于:
[0019]進(jìn)一步還包括電流檢測模塊、接口模塊、過程設(shè)置模塊和存儲模塊；
[0020]Z軸伺服器的一路輸入端與中央處理器模塊相連，Z軸伺服器的一路輸出端經(jīng)接口模塊與運(yùn)動控制模塊相連；運(yùn)動軸上的焊槍的電流輸出端與電流檢測模塊相連；電流檢測模塊的輸出端與中央處理器模塊相連；運(yùn)動控制模塊經(jīng)接口模塊后，一路輸入輸出端與X軸伺服器相連，另一路輸入輸出端與Y軸伺服器相連；過程設(shè)置模塊與中央處理器模塊相連；存儲模塊與中央處理器模塊相連。
[0021]中央處理器模塊為ARM9S3C2440A核心板，S3C2440A具有豐富的片內(nèi)資源，為16/32位精簡指令集(RISC)微處理器，為手持設(shè)備和普通應(yīng)用提供了低功耗和高性能的小型芯片微控制器的解決方案，其全靜態(tài)設(shè)計(jì)特別適合于對成本和功率敏感的應(yīng)用；另外，CPU內(nèi)部擁有一套完整的通用系統(tǒng)外設(shè)，對本實(shí)用新型使用到的IXD控制器、SD/MMC接口、PffM定時(shí)器通道、UART通道和USB設(shè)備均提供了支持；CPU外接三種存儲器，分別為2MB NORFLASH、256MB NAND FLASH 和 128MB SDRAM，程序支持 NOR FLASH 和 NAND FLASH 兩種方式啟動；S3C2440A高速地進(jìn)行各種運(yùn)動控制算法的運(yùn)算工作，而大部分的運(yùn)動控制功能主要由運(yùn)動控制芯片來實(shí)現(xiàn)，這樣減輕了 ARM微處理器的負(fù)擔(dān)，提高了運(yùn)動控制器的實(shí)時(shí)性。
[0022]中央處理器模塊用于控制運(yùn)動控制模塊輸出控制信號至X、Y軸伺服器，進(jìn)而達(dá)到控制X、Y運(yùn)動軸的目的；中央處理器模塊還用于采集Z運(yùn)動軸上的焊槍的輸出電流，對電流數(shù)據(jù)進(jìn)行PID處理后，輸出控制信號至Z軸伺服器，控制Z軸伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而達(dá)到控制Z運(yùn)動軸的目的；中央處理器模塊還用于接收X、Y、Z伺服器反饋的X、Y、Z運(yùn)動軸實(shí)際的運(yùn)動信息，根據(jù)X、Y、Z運(yùn)動軸的實(shí)際運(yùn)動信息進(jìn)一步發(fā)送控制信號對運(yùn)動情況進(jìn)行修正。
[0023]運(yùn)動控制模塊為MCX314AL，MCX314AL能同時(shí)控制4個(gè)伺服器，以脈沖串形式輸出，對各伺服器進(jìn)行位置控制、插補(bǔ)驅(qū)動、速度控制等；MCX314AL的每個(gè)軸都有CW/CCW脈沖輸出和通用輸出；每個(gè)軸的輸入信號包括有限位信號、緊急停止信號、編碼輸入信號和通用輸入信號；對以上輸出信號的狀態(tài)控制和輸入信號的監(jiān)測