[發明專利]一種異形管鋼筋骨架滾焊機控制系統

有效

• 申請號: 201610004710.0
• 申請日: 2016-01-04
• 公開（公告）號: CN105499852B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 齊繼陽;孟洋;唐文獻;李欽奉;蘇世杰;張建;魏賽;陸震云
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: G05B19/00
• 分類號: G05B19/00;B23K101/06
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明屬于控制領域，特別涉及一種異形管鋼筋骨架滾焊機控制系統。

背景技術

長期以來，滾焊機控制系統都采用繼電器控制或PLC控制的方式，采用繼電器控制方式，其接線復雜，而且焊接的速度、環筋螺距也不能隨意調整，采用PLC控制方式雖然避免了繼電器控制方式的某些缺陷，但還是無法實現對鋼筋骨架焊接質量的在線檢測和對滾焊機的遠程監控。同時，針對異形管鋼筋骨架滾焊機變徑機構中多電機隨著機構旋轉而產生的接線問題，通常采用精密滑環來解決這類問題，但過多的電機會導致線路增多，精密滑環無法滿足過多的線路接入，嚴重影響到信號傳輸的可靠性。

發明內容

本發明的目的，在于提供一種異形管鋼筋骨架滾焊機控制系統，其采用分布式控制，并將機器視覺檢測、Zigbee信號無線傳輸和遠程監控等技術集成到控制系統中，自動化程度高。

為了達成上述目的，本發明的解決方案是：

一種異形管鋼筋骨架滾焊機控制系統，包括工控機、運動控制單元、機器視覺檢測單元和遠程監控端；其中：

工控機，作為控制系統的上位機，用于設置焊接鋼筋骨架的相關參數，以及對異形管鋼筋骨架滾焊機運行過程的實時監控，處理機器視覺檢測單元傳送的焊縫圖像和鋼筋骨架整體圖像，實現對焊接質量和鋼筋骨架的尺寸檢測，并作為遠程監控端通過Internet訪問的服務器端；

運動控制單元，用于根據工控機的指令，實現對滾焊機的運動控制和數據采集；

遠程監控端，以工控機為VNC服務器，供操作人員通過瀏覽器或VNC客戶端實現對現場滾焊機的遠程操作和遠程調試；

機器視覺檢測單元，用于在線采集滾焊機焊縫圖像和鋼筋骨架整體圖像，并傳送至工控機。

上述運動控制單元包括ZigBee無線傳輸模塊組、485單軸運動控制器、485雙軸運動控制器、高速脈沖計數模塊、模擬量輸入/輸出模塊和數字量輸入/輸出模塊，其中，ZigBee無線傳輸模塊組用于將工控機發出的指令傳送給485雙軸運動控制器，由485雙軸運動控制器根據工控機的指令對步進電機進行運動控制；485單軸運動控制器根據工控機的控制指令對伺服電機進行運動控制；高速脈沖計數模塊用于采集三相異步電動機的旋轉角度并反饋給工控機；所述模擬量輸入/輸出模塊一方面將異形管鋼筋骨架滾焊機中電流傳感器和壓力傳感器輸入的模擬量信號送入工控機，另一方面根據工控機的指令向變頻器發送模擬量信號；所述數字量輸入/輸出模塊采集接近開關、行程開關和磁性開關的工作狀態并送入工控機，并根據工控機的指令控制中間繼電器、電磁閥以及報警指示燈的工作狀態。

上述ZigBee無線傳輸模塊組包含有1個第一ZigBee無線傳輸模塊和數個第二ZigBee無線傳輸模塊，其中，第二ZigBee無線傳輸模塊的數量與485雙軸運動控制器的數量相同并一一對應，第一ZigBee無線傳輸模塊將來自工控機的485信號轉換為ZigBee信號發射出去，第二ZigBee無線傳輸模塊接收到該ZigBee信號，并解析為485信號，再發送給485雙軸運動控制器，通過485雙軸運動控制器來實現工控機對步進電機的運動控制。

上述485雙軸運動控制器對應連接兩臺步進驅動器，每臺步進驅動器連接一臺步進電機。

上述高速脈沖計數模塊連接光電編碼器，通過光電編碼器采集三相異步電動機的旋轉角度。

上述機器視覺檢測單元包括第一CCD攝像機、第二CCD攝像機和圖像采集卡，其中，第一CCD攝像機用于拍攝鋼筋骨架在焊接過程中的焊縫圖像，并通過圖像采集卡將圖像上傳給工控機；第二CCD攝像機用于拍攝加工完成后的鋼筋骨架外形圖像，并通過圖像采集卡將圖像上傳給工控機。

采用上述方案后，本發明在鋼筋骨架加工過程中相比較國內同行業目前水準，具有以下優點：

(1)提高控制系統的可靠性。在焊接過程中，安置在變徑單元上的48個步進電機隨著主花盤的旋轉而旋轉，在本發明中，采用了ZigBee無線傳輸技術實現了工控機與運動控制器的信號傳輸，避免了采用精密滑環導致其可靠度低的缺陷，進而提高了系統的可靠性。

(2)實現了鋼筋骨架的焊接質量在線檢測和外形尺寸檢測。采用基于機器視覺檢測技術，對鋼筋骨架的焊接過程進行在線檢測，提高了鋼筋骨架的焊接質量。其外，對加工完成后的鋼筋骨架外形也進行檢測，判斷所加工的鋼筋骨架外形尺寸是否滿足要求。

(3)實現遠程監控。管理人員不需要親臨生產現場，即可通過遠程監控及時了解生產狀況。

附圖說明

圖1是本發明的整體架構圖；