【摘 要】
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随着工业自动化技术的快速发展，焊接过程自动化成为焊接行业发展的必然趋势。随着现代电子技术、信息技术和计算机技术的高速发展，基于PC的控制系统成为了当前开放式数控技术的
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随着工业自动化技术的快速发展，焊接过程自动化成为焊接行业发展的必然趋势。随着现代电子技术、信息技术和计算机技术的高速发展，基于PC的控制系统成为了当前开放式数控技术的主要发展方向。 本文结合CoDeSys数控开发系统和EtherCAT实时工业以太网技术，构建了基于变极性等离子焊接电源的PC-based网络化拓扑结构的开放式焊接自动化控制器系统。控制器功能可以分为两大平台模块:运动控制平台模块和焊接电源智能控制模块。利用德国3S公司的开放式数控软件CoDeSys平台进行控制器的软件开发，充分发挥开发平台的开放性和可重构性。利用倍福的E-bus总线端子模块，搭建了系统硬件执行平台，主要包含总线耦合控制器EK1100模块，电机驱动模块EL2521-0024，串行通信模块EL6021和一些输入输出模块。 在运动控制平台的开发设计中，端子模块采用高速脉冲模块EL2521-0024和数字量输入模块EL1004，机械本体利用精密三维数控焊接工作台，其伺服系统采用MOTEC步进系统。对控制功能进行了规划，控制功能按照控制模式划分可分为点动控制模式、自动控制模式和示教模式;按照运动方式可划分为相对运动控制和绝对运动控制。此外，设计中也要考虑到一些辅助功能的开发和速度、状态监测的功能，以便观察运动状态。 焊接电源控制平台设计中，针对VPPA焊接电源系统，端子模块采用串行通信模块EL6021和I/O模块EL1004、EL2004。软件开发的通信规约协议是Modbus协议，采用了Modbus-RTU传输方式，制定了数据传输格式并进行了详细的规划，设计了参数传输控制的状态转移过程和对一些开关量的控制方式。 设计了易于操作的人机交互界面，操作者要实现的意图通过人机界面传达给控制器。设计中主要包括运动控制界面、焊接电源参数控制界面、实时信息显示界面以及一些辅助状态显示界面等。 调试实验表明，搭建的焊接自动化控制器能够完成运动控制功能和焊接电源系统控制功能，控制器控制精度和数据传输满足焊接自动化的要求，操作界面较为合理，基本实现了焊接自动化控制的目的。
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