大电流母线铆接机控制设计说明书

1、大电流母线铆接设备（控制）设计说明书the introduction of design large current bus barriveting equipment (control)学生姓名学号所在学院班级所在专业机械设计制造及其自动化申请学位指导教师职称副指导教师职称答辩时间目录目录设计总说明2introduction21. 结l仑32. 设计口的和任务要求42.1设计目的42.2任务要求43. 大电流母线铆接机控制的设计43.1根据工艺过程分析控制要求43.2控制系统器件选用43.3控制系统硬件构成103.3.1硬件构成阁103.3.2通信协议113.3.3控制系统界面113.4控制

2、系统程序设计124. 设计心得与体会275. 口鸟i射276. 参考文献28设计总说明摘要铆接机是我国目前工业生产中越来越占比重的机器之一。而随着科技的口新 月异，自动化的铆接机也是当前的趋势所在。本次毕业设计主要是通过设计冇半 自动和手动工作功能的铆接机，对各种型号的人电流母线进行铆接，以解放劳动 生产力，提高劳动生产率，满足市场生产的需要。大电流母线铆接设备的设计分为机械部分和控制部分，本说明书是控制部分 的设计说明。本次毕业设计主要通过控制系统人机界面操作铆接机进行铆接，设 计闪容包括铆接功能的验证和检测，控制器件的选用，控制系统的硬件构成和程 序设计。关键词：铆接机；大电流母线；自动化

3、；控制introductionriveting machine is more and more in chinas current industrial production accounts for one of the machines. but with the progress of science and technology， automatic riveting machine is the current trend. this graduation design is mainly through the design with semi-automatic and man

4、ual work function of riveting machine, for riveting，various types of large current bus to liberate labor productivity， improve labor productivity, meet the needs of the market.the design of the large current bus bar riveting machine are classified into two parts，mechanical and control this paper is

5、the design of the control part. this design mainly by testing the function of riveting，riveting machine control system interface, the design includes the selection of control devices, hardware structure and software design.key words: riveting machine; large current bus; automation; control大电流母线铆接设备（

6、控制）设计1绪论人电流母线是指用高导电率的铜（铜排）、铝质材料制成的，用以传输电能, 具有汇集和分配电力能力的产品，电站或变电站输送电能用的总导线。通过它， 把发电机、变压器或整流器输出的电能输送给各个用户或其他变电所。s前w|a） 的铆接设备发展较为成熟，铆接机主要靠旋转与压力完成装配，主要应用于需要 铆钉（中空铆钉，实心铆钉，空心铆钉等）铆合之场合，常见的有气动，汕压， 电动和争双头等规格型号。而常见的类型奋自动铆钉机和旋铆机。自动铆接机是 釆用冷碾铆接的工作原理，采用铆杆对铆钉进行局部加压，丼绕中心连续摆动直 到铆钉成形的铆接设备。随着机械工艺发展，铆接越来越多的应用在机械的各个 方面，

7、作用愈加明显。铆接机其方便多用，高效易操作的特点越来越为广大的制 造商客户所接受。另外，随着单片机的出现，以其低成木、低功耗、低价格、高 的性价比，适应性强，体积小等突出特点，在自动控制方面显示出其特有的魅力。 从而，以争片机为智能控制，气动逻辑为屮间控制和反馈，机械装置为执行机构 的机电气一体化铆接设备应运而生，其前景十分广阔。通过调查发现，口前国内电器行业的铆接车间，大部分是通过操作人员的手 工操作，机械化程度低、劳动强度大、效率低、质量差，不能满足大批量的生产。 随着吋代的发展，大电流母线的铆接的自动化、半自动化必须跟上步伐，以满足 市场经济的需要。就个人而言，希望通过这次毕业设计，能对

8、米来从事的工作提前进行适应性 训练，锻炼自己分析问题，解决问题的能力，提高自己的工作能力。由于个人的能力有限，毕业设计尚有不足之处，恳请老师给予纠正。2设计目的和任务要求2.1设计目的(1) 通过设计掌握控制系统的硬件电路、软件编辑及程序的设计方法。(2) 了解大电流母线铆接机的工作原理。(3) 掌握和熟悉c语咅编程。2.2任务要求(1) 设计一种吋对各种型号大电流母线的半自动铆接设备,结构合理；(2) 设备对各种型号母线都能铆接；(3) 设备能减少操作人员，提高铆接效率。3大电流母线铆接机控制的设计3.1根据工艺过程分析控制要求由大电流母线的工艺过程可知，当人工推送大电流母线到滚轮相应位置后

9、， 开始启动铆接机执行程序，其过程为：气缸下降夹紧一铆枪上升一铆接一铆枪下 降气缸松开上升。气缸和铆枪的下降、上升的动作转换靠行程幵关來控制，而 气缸的夹紧松开动作的转换是由压力传感器来控制的。铆接机的工作方式分为手动和半自动工作方式。(1) 手动工作方式：利用按钮对铆接机每一步动作单独进行控制，例如，按“气 缸1上升”按钮，气缸1上升。(2) 半自动工作方式：按下“半自动”按钮，铆接机开始自行运转，完成上述 的过程，最后冋归起始位置。3.2控制器件选用1. jmdm-c0m20串口控制器根据铆接机的控制要求，编程c语言程序以达到工作的目的，选取 jmdm-c0m20mr工业数字量单片机串口控

10、制器，其主要特征和性能参数如下：(1) i/o： 4路全光电隔离数字量输入、20路继电器输出；输出具有超强负载能 力，每路继电器输出最大负载220v 10a;(2) 继电器工作状态指示灯：每路继电器输出都有一个指示灯，方便观察工作 状态；(3) 工作电源：主电源：12v或24v，交流或直流通用；外围驱动电源：dc24v 或 dc12v;(4) 主控制芯片：8位尚性能屯片机加尚速尚稳定fpga ri编彳m阵列电路；(5) 程序存储空间：32 k，(若冇特定需要，可扩展为64k)数据存储空间：16 k,保存数据，断电数据不丢失；(6) 外形尺寸：外壳：146mmx90mmx40mm;内部控制板：2

11、45mmx 102mmx40mm;(7) 图片如卜*:2. tk-10压力继电器:气动控制的时候，需要测量和调节气动回路屮的压力，以检测气缸是否压紧 工件，从工厂气源0.8mpa可知，选取tk-10压力继电器即可满足耍求，tk-10压 力继电器压力敏感核心采用了高性能的硅压阻式压力充油芯体，内部的专用集成 电路将传感器毫伏信号转换成标准远跑离的传输电流信号，可以直接与计算机接 口卡、控制仪表、智能仪表或plc等方便相连。其相关性能参数如下：(1) 压差调节范围(pressure adjustment range) : 0. 1 0. 3mpa;(2) 压力调节范围(pressure diffe

12、rential adjustment range) : 0. 40. 8mpa;(3) 工作介质(working medium):空气、汕、air、oil;(4) 额定电流(rating current) : 0. 5a;(5) 接管螺纹(connection threads) : m12x1.5(6) 使用寿命(working life):彡50万次(7) 图片如下：3.控制系统人机界而：为了操作方便，采用触摸屏来操控铆接机的工作，由铆接机的尺寸选取 wlt-tft8060-104微软触摸屏，k相应的性能参数如k:(1) 操作系统:windows ce 5.0(2) 显示区大小：10. 4寸

13、(3) 分辨率：800x600(4) 通信口: rs232, rs485, usb(5) 电源及功耗:12/24v dc, 8w(6) 图片如下:r44.00-1267.40198.60ooooontt triaboo jmoo劃©oou50 00-4. 压紧气缸及液压钳铆接气缸(1)两个压紧气缸：型号:sc80x80-fa,连接形式：前端固定。气缸外形尺寸:长283x94x94,管接头2-g3/8,活塞杆前端：螺纹m20x1.5,螺纹长度40,扳手方位22,前安装板：外形尺寸143x95,板厚16,过孔位置119x70、孔径4-012, 图片如卜*:(2)两个铆接钳调整气缸 型号：

14、dsnt40 x 50-sdb连接形式：后盖摇摆式，连接底面到销孔中心的距离40,销孔010,连接过孔 2-09,孔距25，板厚4。气缸外形尺寸:长200x045,管接头2-g1/8,活塞杆前端：螺纹m14x1.5,螺纹长度23,扳手方位14 图片如下：5. 二位五通阀及三位五通阀：(1)在进行钳铆接调整时，二位五通阀右端线圈通电，阀芯右移，气缸上升顶 住工件，铆接完成后，阀左端线圈通电，阀芯左移，气缸利用重力下降。根据工 厂气源及相关控制要求，选取4v210-08型号的二位五通电磁阀即可满足要求， 其相关性能参数如下：工作介质：空气作用方式：先导式使用压力范围:0. 10.8mpa图片如下：

15、(2)根据工厂气源及相关控制要求，选取4m110-m5型号的三位五通电磁阀即可 满足要求，其相关性能参数如下：工作介质：空气作用方式：内部先导式使用压力范围:0. 150.8mpa图片如下：3.3控制系统硬件构成3. 3. 1硬件构成图系统采用触摸屏和20路串口继电控制板进行系统信息采样、显示和控制。 硬件构成如阁1。注：1、2号返回倍号串联接入24v控制电源铆抢下降镶抢上升气缸上升好气缸夹紧好气缸2上升下降气缸2夹紧松幵气缸1上升下降气缸1夹紧松幵别抢1上升抑枪1下降铆枪2上升钳枪2下降加载控制电源rs4s5/rs23224v控制电涝o冷却风扇3. 3.2通信协议触摸屏与20路申u继电控制板

16、的通信协议为free protocol方式，其波特 率为：9600；奇偶校验：无；数据位：8位；停止位：1位，无校验。3. 3. 3控制系统的界面系统采用半自动控制和手动控制两种方式，方便现场实际操作需要。两种控 制方式互锁。控制界血如图2。1. 半自动控制在控制界面上，按半自动控制按钮（按钮变红色），这时半自动的启动按 钮和急停按钮xt有效。该功能由半自动控制按钮激发宏macro_2完成。按启动按钮启动半內动操作，按钮旁的指示灯会变红，半自动操作结束指示 灯灭。在半&动操作期间系统会锁定半&动控制选择按钮。该功能由扁动按钮激 发宏macro_ll和页而循环宏macro_10完

17、成。若发生意外，可按急停按钮停止一切操作，改用手动操作回复初始状态后， j能再次启动半內动操作。急停功能由急停按钮激发宏macro_13完成。2. 手动控制在控制界面上，按手动控制按钮(按钮变红色)，这时手动区域内按钮才宥 效。该功能由手动控制按钮激发宏macro_3完成。夹紧、松开和上升、卜*降等按钮都是复现按钮，对应的功能都是由该按钮 激发宏完成(macro_4 macro_7 和 macro_14 macro_17)。铆枪上升、铆枪卜*降按钮都是取反按钮，分别是功能的起动和停止。对应 的功能都是由该按钮激发宏完成(macro 8、macro 9和macro 18、macro 19)。3.

18、4控制系统程序设计void macro 1()/全局初使宏。使自动、手动可选setbytedata( 0, 1， setbytedata( 0, 1, setbytedata( 0, 1, setbytedata( 0, 1, setbytedata( 0, 1, setbytedata( 0, 1, setbytedata( 0, 1, setbytedata( 0, 1, setbytedata( 0, 1,15, 5,16.5,17.5, 100, 5,101.5,102.5,103.5,104, 5,105, 5,1);/开手动、自动控制 1);0); /禁止自动启动0); /关停所有

19、步进 0)；0);0);0);0);void macro_2()/半自动选择宏 bool pvaluel;static unsigned short k=l;getbytedata( 0, 1, 11, 1, 1, &pvaluel); if (pvaluel)setbytedata( 0, 1, 16,5, 0) ;/用 lb16 来锁手动 if (k=l)setbytedata( 0, 1, 17, 5, 1);elsesetbytedata( 0, 1, 16, 5, 1); setbytedata( 0, 1, 17, 5, 0);k=2;void macro_3()/手动控制

20、宏bool pvaluel;/从通道0从机1地址11中读岀1个数据保存到&pvalue中getbytedata( 0, 1, 10, 1, 1, &pvaluel);if(pvaluel)/将数据0写入通道0从机1地址16中setbytedata( 0, 1, 15,5, 0):"用 lb15 来锁自动操作 else/将数据1写入通道0从机1地址16中setbytedata( 0, 1, 15, 5, 1);void macro_4() _/气缸1手动操作夹紧宏bool pvaluc2;int k;static unsigned char c12 = 0(00, 01

21、，1)e；/从通道0从机1地址31屮读出1个数据保存到&pvalue«pgetbytedata( 0, 1, 30, 1, 1, &pvalucl);if(pvaluel)c5=0; c6=l; c8二1;output ( 1, &co, 12, k);delay (30);setbytedata( 0, 1, 30, 5, 0);void macro_5()/气缸1手动操作松幵宏bool pvalue3;int k;static unsigned char c12 : "0(00,01, 1)e"/从通道0从机1地址32中读出1个数据保存

22、到&pvalue中getbytedata( 0, 1, 31, 1, 1, &pvaluel);if(pvalucl)c5=0; c6>l; c8=0;output ( 1，&c0, 12, k);setbytedata( 0, 1, 31, 5, 0);void macro_6() _/气缸1手动操作上升宏bool pvalue4;int k;static unsigned char c12 = 0(00, 02, 1)e；/从通道0从机1地址33中读出1个数据保存到&pvalue中getbytedata( 0, 1, 32, 1, 1, &pv

23、aluel);if(pvalucl)c5=0;c6=2;c8=l;output ( 1，&c0, 12, k);delay (30);setbytedata( 0, 1, 32, 5, 0);void macro_7() _/气缸1手动操作卜*降宏bool pvalue5;int k;static unsigned char c12 = 0(00, 02, 1)e；/从通道0从机1地址34中读出1个数据保存到&pvalue中getbytedata( 0, 1, 33, 1, 1, &pvaluel);if(pvaluel)c5=0; c6=2; c8二0;output

24、( 1, &c0, 12, k);delay (30);setbytedata( 0, 1, 33, 5, 0);void macro_8() _/铆枪1手动操作上移宏bool pvaluc6;int k;static unsigned char c12 = 0(00, 05, 1)e；/从通道0从机1地址35屮读出1个数据保存到&pvalue«pgetbytedata( 0, 1, 34, 1, 1, &pvaluel);if(pvaluel)c5=0; c6=5; c8=l;output ( 1, &c0, 12, k);elsec5=0;c6=5

25、;c8=0;output( 1, &c0, 12, k);void macro_9() _/铆枪1手动操作卜*移宏bool pvalue7;int k;static unsigned char c12 = 0(00, 06, 1)e；/从通道0从机1地址11中读出1个数据保存到&pvalue中getbytedata( 0, 1, 35, 1, 1, &pvaluel);if(pvaluel)c5=0;c6=6;c8=l;output( 1, &c0, 12, k); delay (30);c5=0;c6=9;c8=l;output ( 1，&c0, 12

26、, k);elsec5=0;c6=6;c8=0;output( 1, &c0, 12, k); delay (30);c5=0;c6=9;c8=0;output( 1, &c0, 12, k); void macro0() /系统加载循环宏(自动步进)bool pvaluel,pvalue3, pvalue4, pvalue5, pvalue6, pvalue7; int kl;/static bool countl16;/bool count16;/unsigned int i, j;static unsigned short k=0, h=0;static unsigned

27、 char c12="0(00, 01，1)e"static unsigned char b12="i (00,0000)e"unsigned char d12="00000000000"unsigned short e;getbytedata( 0, 1, 100, 1, 1, &pvaluel);/用 lb100-105 作为步进循环转 换开关if(pvaluel)/气缸夹紧c5=0; c6二1; c8=1;output ( 1, &c0, 12, kl);delay (30); c5=0; c6二3; c8=1;

28、output ( 1, &c0, 12, kl);delay (30); c5=3;c6=0;c8=l;output ( 1, &co, 12, kl);delay (30);input( 1, &d0, 12, kl); e=d5 + (0«8) ;e=e-48;/将d转化为十进制数if (e>=l)setbytedata( 0, 1, 101, 5, 1); setbytedata( 0, 1, 100, 5, 0);getbytedata( 0, 1, 101, 1, 1, &pvalue2) ;/气缸上升if (pvalue2)c5=0;

29、c6=2;c8=l;output( 1, delay(30);c5=0;c6=4;c8=l;output( 1, delay (30); h+;if(h=5)k+;h=0;if(k=4)setbytedata( 0, setbytedata( 0,&c0, 12, kl);&c0, 12, kl);/由h和k控制定时长短1.102.5, 1);1.101.5, 0);k=0;getbytedata( 0, 1, 102, 1, 1, &pvalue3);/铆钉 if (pvalue3)c5=0;c6=6;c8=l;output ( 1, delay (30);c5二 0

30、; c6=9; c8=l;output ( 1, delay (30);c5二 0; c6=8; c8=l;output ( 1, delay (30);c5=l;c6=0;c8=l;output ( 1, h+;if(h>=5)k+;h=0;if(k>=5)c5=0;c6=6;c8=0;output( 1, delay (30);c5=0;c6=9;c8=0;output( 1, delay(30);c5=0;c6=8;c8=0;output( 1, delay(30);c5=l;c6=0;c8=0;&c0, 12, kl);/由h和k控制定吋长短&c0, 12,

31、 kl);&c0, 12, kl);&c0, 12, kl);output ( 1, &co, 12, kl); delay (30);setbytedata( 0, 1, 102, 5, 0); setbytedata( 0, 1, 103, 5, 1);k=0;getbytedata( 0, 1, 103, 1, 1, &pvalue4) ;/铆枪复位 if(pvalue4)c5=0; c6=5; c8=l; output( 1, delay (30); c5=0; c6=7; c8=l; output( 1, delay (30); h+;if(h=5)&

32、amp;c0, 12, kl);&c0, 12, kl);/由h和k控制定时长短k+;h=0;if(k=2)c5二0; c6=5; c8=0;output ( 1, delay (30);c5二0; c6=7; c8=0;output ( 1, delay (30);setbytedata( 0, setbytedata( 0,k=0;&c0, 12, kl);1.104.5, 1);1.103.5, 0);getbytedata( 0, 1, 104, 1, 1, &pvalue5) ;/气缸下降 if (pvalue5)c5二0; c6=2; c8=0;output

33、 ( 1, delay (30);c5二0; c6=4; c8=0;&c0, 12, kl);/由h和k控制定时长短1.105.5, 1);1.104.5, 0);output ( 1, delay (30);h+;if(h=5)k+;h=0;if(k=5)setbytedata( 0, setbytedata( 0,k=0;getbytedata( 0, 1, 105, 1, 1, &pvalue6) ;/气缸松开 if (pvalue6)c5=0;c6=l;c8=0;output( 1, &c0, 12, kl);delay(30);c5=0;c6=3;c8=0;o

34、utput( 1, &c0, 12, kl); h+;if(h>=3) k+;h=0;if(k=5)setbytedata( 0, 1, 105, 5, 0);setbytedata( 0, 1, 100, 5, 0);setbytedata( 0, 1, 15, 5, 1) ;/解开自动操作选择 setbytedata( 0,1,17,5, 1)7/解开自动启动setbytedata( 0,1,200,5, 0);/指示启动灯灭 k=0;void macro _11()/cj动启3宏bool pvaluel;getbytedata( 0, 1, 20, 1, 1, &p

35、valuel);if(pvaluel)100.5, 1);200, 5, 1);/指示启动灯亮1.110.5, 1);/用lb110作为自动起动、停止控制15.5, 0);/扃动吋禁止断开自动选择17.5, 0);20.5, 0)7/按钮自复位setbytedata( 0, 1, setbytedata( 0, 1, /setbytedata( 0, setbytedata( 0, 1, setbytedata( 0, 1, setbytedata( 0, 1,void macro_13()/半內动急停宏bool pvaluel;static unsigned char c12=0(00,01

36、, 1)e; int kl;getbytedata( 0, 1, 22, 1, 1, &pvaluel); if(pvaluel)setbytedata( 0,1 setbytedata( 0,1 setbytedata( 0,1 setbytedata( 0,1 setbytedata( 0,1 setbytedata( 0,1100, 5, 101,5,102, 5,103, 5,104, 5,105, 5,)/ )/ )/ )/ j/o o o o o o/停所奋步进操作c5=0;c6=5;c8=0;output ( 1, &c0, delay (30);c5=0;c6=

37、6;c8=0;12, kl);output ( 1, &c0, delay (30);c5=0;c6=7;c8=0;12, kl);output ( 1, &c0, delay (30);c5=0;c6=8;c8=0;12, kl);output ( 1, &c0, delay (30);c5=0;c6=9;c8=0;12, kl);output ( 1, &c0, delay (30);c5=l;c6=0;c8=0;12, kl);output ( 1, &c0, delay (30);12, kl);sctbytcdata( 0,1,200,5, 0

38、) ;/启动指示灯灭 /setbytedata( 0, 1, 17,5, 1) 7/解开禁止断开自动启动 setbytedata( 0,1,15,5, 1) ;/解开禁止断开自动选择delay (30);setbytedata( 0,1,22,5, 0);/按钮自复位void macro_14() _/气缸2手动操作夹紧宏bool pvaluel;int k;static unsigned char c12 = "0(00, 03, 1)e"/从通道0从机1地址37中读出1个数据保存到&pvalue中getbytedata( 0, 1, 36, 1, 1, &

39、;pvaluel);if(pvalucl)c5=0; c6二3; c8=l;output ( 1, &c0, 12, k);delay (30);setbytedata( 0, 1, 36, 5, 0);void macro5() _/气缸2手动操作松开宏bool pvalucl;int k;static unsigned char c12 = 0(00, 03, 1)e；/从通道0从机1地址11屮读出1个数据保存到&pvalue«pgetbytedata( 0, 1, 37, 1, 1, &pvalucl);if(pvaluel)c5=0;c6=3;c8=0

40、;output( 1, &c0, 12, k);setbytedata( 0, 1, 37, 5, 0);void macro_16()/气缸2手动操作上升宏 bool pvaluel;int k;static unsigned char c12 = "0(00, 04, 1)e"/从通道0从机1地址11中读岀1个数据保存到&pvalue中getbytedata( 0, 1, 38, 1, 1, &pvaluel);if(pvaluel)c5=0;c6=4;c8=l;output ( 1, &c0, 12, k);delay (30);sct

41、bytcdata( 0, 1, 38, 5, 0);void macro_17() _/气缸2手动操作丁降宏bool pvaluel;int k;static unsigned char c12 : "0(00, 04, 1)e"/从通道0从机1地址11中读出1个数据保存到upvalue中getbytedata( 0, 1, 39, 1, 1, &pvaluel);if(pvaluel)c5=0; c6二4; c8=0;output ( 1, &c0, 12, k);delay (30);setbytedata( 0, 1, 39, 5, 0);void m

42、acro8()/铆枪2手动操作上移宏bool pvaluel;int k;static unsigned char c12 = 0(00, 07, 1)e；/从通道0从机1地址11中读出1个数据保存到&pvalue中getbytedata( 0, 1, 40, 1, 1, &pvaluel);if(pvaluel)c5=0; c6>7; c8=l;output ( 1, &c0, 12, k);elsec5=0;c6=7;c8=0;output( 1, &c0, 12, k);void macro9() _/铆枪2手动操作下移宏bool pvaluel;int k;static unsigned char c12 = 0(00, 08, 1)e；/从通道0从机1地址11屮读出1个数据保存到&pvalue«pgetbytedata( 0, 1, 41, 1, 1, &pvalucl);if(pvaluel)