一、項目簡介
客戶為一科技集團＊ ＊研究所，其下屬設備室是專業(yè)焊機生產及使用廠商。
設備功能：適用于鋼管工件的焊接。該設備主要控制5個軸，X，Y軸用于水平平面的軌跡控制，Z軸位于X，Y水平平面之上，是一個夾具，夾住需要焊接的工件，同時，可控制工件正反方向旋轉。另外，兩個軸分別為控制焊槍上下左右的U軸、W軸。
二、設備示意圖



圖一為設備整體外觀圖，如圖中所示，1為焊槍，可以上下，前后移動。2為夾具
夾住需要焊接的鋼管，本身可以做單軸的水平面旋轉，3，為平臺。平臺本身可以在X-Y平面上，做X水平，Y垂直及圓弧的運動。
三、手自動焊接解決方案分析
3.1程序流程
該工藝主要用于鋼管的焊接，可用于單根鋼管的焊接，及帶分支鋼管的焊接，單根鋼管焊接比較簡單如圖A所示，只需中間夾具做一圓周運動即可,這個運動命名為同心圓;圖B為帶分支鋼管的焊接，在焊接過程中，不僅要求中間夾具要做圓周運動，底座X-Y,平臺也要同步反向旋轉，才能完成分支鋼管的焊接，這個運動命名為偏心圓.其它水平焊接，垂直焊接就不在贅述。



該程序流程如下：1上電參數初始化，把X,Y,Z的機械參數，及焊槍的上下軸，前后軸機械參數填到相關設置寄存器里如（D1818,D1820,D1898 D1900;等）



2手動程控，手動控制X,Y,Z軸，及焊槍的上下軸，前后軸。先把各軸的手動速度等參數寫入相關寄存器如圖2所示。圖3為把手動命令放到五個軸相關的命令寄存器。需要注意的是20PM00M三軸運動控制器為主機，20PM00D兩軸運動控制器作為擴展模塊，他們之間的通信通過FROM,TO指令進行讀寫。主機的CR0-CR199,對應擴展的D1500-D1599.


3自動控制，利用配方功能，如配方1，為工件1，為同心圓，速度為4，半徑為20，角度為30，也即D2000=1,D2002=40,,D2004=200,D2006=300,如配方2，為工件2，為偏心圓，速度為4.8，半徑為21，角度為40，偏心距為58,也即D2000=2,D2002=48,,D2004=210,D2006=400,D2008=580在O100循環(huán)程序中根據D2000的內容值,分別調用不同的運動子程序運動子程序共有四種D2000=1,調用OX1,為同心圓控制,G00 ZD3000 FD3002（D3000為根據角度半徑計算D3002為速度D2000=2,調用OX2,為偏心圓控制,G02 XD3010 YD3012 ZD3014 RD3016 FD3020（D3010,D3012為根據角度半徑計算的坐標D3020為速度） D2000=3,調用OX3,焊槍垂直控制；D2000=4,調用OX4,平臺水平運動；通過配方功能可實現所需的工件,比如配方10,為工件10,為偏心圓，速度為5.8，半徑為31，角度為60，偏心距為50,也D2000=2,D2002=48,,D2004=310,D2006=600,D2008=500如果啟動運行會自動調用相關的運動子程序及相關參數。




圖6為手動控制，及參數設置，在剛開始運行時，手動調整平臺位置及焊槍位置到合適的地方再開始自動運行。
3.320PM電氣接線
圖7為20PM00M和20PM00D的接線圖



四、20PM主要特點
本控制方案采用了兩臺20PM,分別為20PM00M，20PM00D.特別提出的是20PM00M為三軸的運動控制器，可以實現三軸復雜的螺旋插補。如圖8所示本控制實現偏心圓軌跡的控制就用到了這個功能。這個功能用普通PLC是完全實現不了的。



1.20PM適用于高速、高精度、高復雜的運動控制場合；
2.多段速執(zhí)行及中斷定位• 64K 大容量, 內置Flash存儲體；
3.20PM00M三組差分脈沖輸出，最高脈沖輸出達500KHz• 兩組手搖輪控制；
4.支持PLC順序邏輯控制及NC控制（G 碼與M碼）；
五、20PM軟件設定
20PM支持的G 代碼功能如下：G0 高速定位；G1 雙軸或三軸聯(lián)動直線插補；G2 順時針圓弧插補（設定圓心位置）；G3 逆時針圓弧插補（設定圓心位置）；G2 順時針圓弧插補（設定半徑長度）；G3 逆時針圓弧插補（設定半徑長度）；G4 停頓時間；G90 設定絕對坐標系統(tǒng)；G91 設定相對坐標系統(tǒng)。
DVP20PM特色。64K步程序容量,100段運動程序，滿足不同加工需求；在20PM中最大可設置100種運動軌跡，同時利用64K的程序容量，預先將需要執(zhí)行的各種不同運行曲線的G碼存儲在PLC中，當需要加工某種規(guī)格時，可以采用文本顯示器、觸摸屏等來調用。支持G碼的直接匯入，當采用CAM軟件生成文本格式的G碼后，可利用PMSOFT的匯入菜單直接匯入到PLC運動程序中。也可通過HMI,利用U盤導入文本格式的G碼。支持手搖輪應用，可做一些手動的調整。具備電子原點返回模式，在20PM內存中加入了原點記憶功能，只要設定了電子原點，即使設備斷電，在下次上電后也可以輕松找到原點位置?？蛇B結EH2主機與所有擴充模塊，20PM可以靈活配置，即可以接在EH2主機后作為專門定位擴展模塊，也可以做為主機連接其它的模擬量等特殊功能模塊。支持PLC順序語言及定位語言（G 碼與M碼），實現了通用PLC與數控技術的一個完美結合。配置運動軌跡的離線仿真功能，在實際加工前利用該項功能可以檢查運動程序是否存在問題，可及時解決減少錯誤發(fā)生，參見圖9。



六、結束語
DVP20PM00D產品是一款同時具有邏輯控制和位置控制的功能強大的PLC，可以靈活、高速、精確的完成平面兩軸及三軸運動控制，可以廣泛應用于木工機械、焊接機械、切割設備以及半導體加工設備等等。我們有理由相信其出色的控制功能具有良好的發(fā)展前景。