20PM运动控制器在五轴点焊机上的应用
一、项目简介
客户为一科技集团＊＊研究所，其下属设备室是专业焊机生产及使用厂商。
设备功能：适用于钢管工件的焊接。该设备主要控制5个轴，x，y轴用于水平平面的轨迹控制，z轴位于x，y水平平面之上，是一个夹具，夹住需要焊接的工件，同时，可控制工件正反方向旋转。另外，两个轴分别为控制焊枪上下左右的u轴、w轴。
二、设备示意图
上图为设备整体外观图，如图中所示，1为焊枪，可以上下，前后移动。2为夹具夹住需要焊接的钢管，本身可以做单轴的水平面旋转，3，为平台。平台本身可以在x-y平面上，做x水平，y垂直及圆弧的运动。
三、手自动焊接解决方案分析
3.1 程序流程
该工艺主要用于钢管的焊接，可用于单根钢管的焊接，及带分支钢管的焊接，单根钢管焊接比较简单如下图a所示，只需中间夹具做一圆周运动即可,这个运动命名为同心圆;下图b为带分支钢管的焊接，在焊接过程中，不仅要求中间夹具要做圆周运动，底座x-y,平台也要同步反向旋转，才能完成分支钢管的焊接，这个运动命名为偏心圆.其它水平焊接，垂直焊接就不在赘述。
该程序流程如下：1上电参数初始化，把x,y,z的机械参数，及焊枪的上下轴，前后轴机械参数填到相关设置寄存器里如（d1818,d1820,d1898 d1900;等）
2手动程控，手动控制x,y,z轴，及焊枪的上下轴，前后轴。先把各轴的手动速度等参数写入相关寄存器如图2所示。图3为把手动命令放到五个轴相关的命令寄存器。需要注意的是20pm00m三轴运动控制器为主机，20pm00d两轴运动控制器作为扩展模块，他们之间的通信通过from,to指令进行读写。主机的cr0-cr199,对应扩展的d1500-d1599.
3自动控制，利用配方功能，如配方1，为工件1，为同心圆，速度为4，半径为20，角度为30，也即d2000=1,d2002=40,,d2004=200,d2006=300,如配方2，为工件2，为偏心圆，速度为4.8，半径为21，角度为40，偏心距为58,也即d2000=2,d2002=48,,d2004=210,d2006=400,d2008=580在o100循环程序中根据d2000的内容值,分别调用不同的运动子程序运动子程序共有四种d2000=1,调用ox1,为同心圆控制,g00 zd3000 fd3002（d3000为根据角度半径计算d3002为速度d2000=2,调用ox2,为偏心圆控制,g02 xd3010 yd3012 zd3014 rd3016 fd3020（d3010,d3012为根据角度半径计算的坐标d3020为速度） d2000=3,调用ox3,焊枪垂直控制；d2000=4,调用ox4,平台水平运动；通过配方功能可实现所需的工件,比如配方10,为工件10,为偏心圆，速度为5.8，半径为31，角度为60，偏心距为50,也d2000=2,d2002=48,,d2004=310,d2006=600,d2008=500如果启动运行会自动调用相关的运动子程序及相关参数。
图6为手动控制，及参数设置，在刚开始运行时，手动调整平台位置及焊枪位置到合适的地方再开始自动运行。
3.2 20pm电气接线
图7为20pm00m和20pm00d的接线图:
四、20pm主要特点
本控制方案采用了两台20pm,分别为20pm00m，20pm00d.特别提出的是20pm00m为三轴的运动控制器，可以实现三轴复杂的螺旋插补。如图8所示本控制实现偏心圆轨迹的控制就用到了这个功能。这个功能用普通plc是*实现不了的。
1.20pm适用于高速、高精度、高复杂的运动控制场合；
2.多段速执行及中断定位• 64k 大容量, 内置flash存储体；
3.20pm00m三组差分脉冲输出，zui高脉冲输出达500khz• 两组手摇轮控制；
4.支持plc顺序逻辑控制及nc控制（g 码与m码）；
五、20pm软件设定
20pm支持的g 代码功能如下：g0 高速定位；g1 双轴或三轴联动直线插补；g2 顺时针圆弧插补（设定圆心位置）；g3 逆时针圆弧插补（设定圆心位置）；g2 顺时针圆弧插补（设定半径长度）；g3 逆时针圆弧插补（设定半径长度）；g4 停顿时间；g90 设定坐标系统；g91 设定相对坐标系统。
dvp20pm特色。64k步程序容量,100段运动程序，满足不同加工需求；在20pm中zui大可设置100种运动轨迹，同时利用64k的程序容量，预先将需要执行的各种不同运行曲线的g码存储在plc中，当需要加工某种规格时，可以采用文本显示器、触摸屏等来调用。支持g码的直接汇入，当采用cam软件生成文本格式的g码后，可利用pmsoft的汇入菜单直接汇入到plc运动程序中。也可通过hmi,利用u盘导入文本格式的g码。支持手摇轮应用，可做一些手动的调整。具备电子原点返回模式，在20pm内存中加入了原点记忆功能，只要设定了电子原点，即使设备断电，在下次上电后也可以轻松找到原点位置。可连结eh2主机与所有扩充模块，20pm可以灵活配置，即可以接在eh2主机后作为专门定位扩展模块，也可以做为主机连接其它的模拟量等特殊功能模块。支持plc顺序语言及定位语言（g 码与m码），实现了通用plc与数控技术的一个结合。配置运动轨迹的离线仿真功能，在实际加工前利用该项功能可以检查运动程序是否存在问题，可及时解决减少错误发生，参见图9。
六、结束语
dvp20pm00d产品是一款同时具有逻辑控制和位置控制的功能强大的plc，可以灵活、高速、的完成平面两轴及三轴运动控制，可以广泛应用于木工机械、焊接机械、切割设备以及半导体加工设备等等。我们有理由相信其出色的控制功能具有良好的发展前景。以下设备在20pm上都有过具体应用。1，液晶切片机；2，双轴立车3，焊接轨迹控4，点胶轨迹控制5 龙门数控钻床6火焰切割机等。
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设备功能：适用于钢管工件的焊接。该设备主要控制5个轴，x，y轴用于水平平面的轨迹控制，z轴位于x，y水平平面之上，是一个夹具，夹住需要焊接的工件，同时，可控制工件正反方向旋转。另外，两个轴分别为控制焊枪上下左右的u轴、w轴。
二、设备示意图
上图为设备整体外观图，如图中所示，1为焊枪，可以上下，前后移动。2为夹具夹住需要焊接的钢管，本身可以做单轴的水平面旋转，3，为平台。平台本身可以在x-y平面上，做x水平，y垂直及圆弧的运动。
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3自动控制，利用配方功能，如配方1，为工件1，为同心圆，速度为4，半径为20，角度为30，也即d2000=1,d2002=40,,d2004=200,d2006=300,如配方2，为工件2，为偏心圆，速度为4.8，半径为21，角度为40，偏心距为58,也即d2000=2,d2002=48,,d2004=210,d2006=400,d2008=580在o100循环程序中根据d2000的内容值,分别调用不同的运动子程序运动子程序共有四种d2000=1,调用ox1,为同心圆控制,g00 zd3000 fd3002（d3000为根据角度半径计算d3002为速度d2000=2,调用ox2,为偏心圆控制,g02 xd3010 yd3012 zd3014 rd3016 fd3020（d3010,d3012为根据角度半径计算的坐标d3020为速度） d2000=3,调用ox3,焊枪垂直控制；d2000=4,调用ox4,平台水平运动；通过配方功能可实现所需的工件,比如配方10,为工件10,为偏心圆，速度为5.8，半径为31，角度为60，偏心距为50,也d2000=2,d2002=48,,d2004=310,d2006=600,d2008=500如果启动运行会自动调用相关的运动子程序及相关参数。
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六、结束语
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