基于工业以太网的钢筋网自动焊接设备控制系统研究

发布时间：2017-09-07 02:40

  本文关键词：基于工业以太网的钢筋网自动焊接设备控制系统研究

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【摘要】：随着高楼、桥梁等建设越来越多,对各种形状的钢筋网片的需求量越来越大。焊接网片与捆扎网片相比具有明显的优势,以焊代绑的趋势加速,钢筋网自动焊接设备的发展空间很大,市场前景好。本文在分析了基于PC的开放式数控系统和EtherCAT工业以太网的基础上,提出了基于EtherCAT运动控制平台的钢筋网自动焊接设备控制系统解决方案。本文首先介绍了钢材加工设备控制系统的发展和研究现状,分析了现有控制系统的不足,确定了本文的研究内容,阐述了本文的研究意义。随后对钢筋网自动焊接设备控制系统的设计进行了需求分析,介绍了设备的总体功能和组成部分,分析了钢筋网自动焊接设备的工艺流程,得出了硬件和软件方面的具体需求。结合数控系统的发展趋势,设计了基于EtherCAT运动控制平台的控制系统,设计了钢筋网自动焊接设备控制系统的硬件结构。提出了控制系统软件架构,根据需求将控制系统软件分为两大部分。控制系统软件底层逻辑控制程序使用PLC编程语言实现,包括自动、手动、回零、初始化及通用功能(如报警指示等)的实现；人机交互界面和CAD文件的处理等使用C#编程语言实现。两者之间通过ADS通信的方式进行数据交换。对钢筋网自动焊接设备控制系统软件进行了模块化设计,主要完成了人机交互界面的设计、网片信息的处理和保存、多台矫直机排料算法、自动加工过程的控制和钢筋矫直机的控制等五个方面的工作,分别论述了各个模块的实现思路和算法流程等。依次研究了一台到三台矫直机同时工作时的排料方法,确定了需要的数据,并实现了矫直机和钢筋排列机构在各种配合情况下要得出数据需要的排料算法。采用C#语言和PLC语言混合编程,开发出了控制系统软件,介绍了钢筋网自动焊接设备控制系统的实现和调试情况。介绍了人机界面的实现和操作方法,说明了PLC程序与现场硬件设备如何连接,介绍了现场调试的过程和主要内容,以及需要注意的问题。最后对论文工作进行了总结,并对后续工作进行了展望。
【关键词】：焊接钢筋网 工业以太网 EtherCAT 控制系统
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG409
【目录】：

• 摘要9-11
• Abstract11-13
• 第1章 绪论13-23
• 1.1 课题研究背景13-14
• 1.2 钢材加工设备控制系统的研究现状14-16
• 1.2.1 数控设备在钢材加工中的应用14-15
• 1.2.2 钢筋网自动焊接设备控制系统的研究和发展15-16
• 1.3 工业以太网研究现状16-21
• 1.3.1 工业以太网简介16-18
• 1.3.2 EtherCAT协议研究18-21
• 1.4 本文主要研究内容21-23
• 1.4.1 存在的问题21-22
• 1.4.2 主要研究内容22-23
• 第2章 钢筋网自动焊接设备控制系统需求分析23-33
• 2.1 钢筋网自动焊接设备23-28
• 2.1.1 设备总体结构23-25
• 2.1.2 设备总体功能25-26
• 2.1.3 生产工艺分析26-28
• 2.2 钢筋网自动焊接设备控制系统具体需求28-31
• 2.2.1 硬件具体需求28-30
• 2.2.2 软件方面需求30-31
• 2.3 本章小结31-33
• 第3章 钢筋网自动焊接设备控制系统整体架构设计33-47
• 3.1 钢筋网自动焊接设备控制系统的硬件结构设计33-34
• 3.1.1 基于EtherCAT的运动控制平台介绍33-34
• 3.1.2 控制系统硬件结构34
• 3.2 钢筋网自动焊接设备控制系统的软件架构设计34-45
• 3.2.1 软件开发平台35-40
• 3.2.2 控制系统软件结构40-45
• 3.3 本章小结45-47
• 第4章 钢筋网自动焊接设备控制系统软件设计47-75
• 4.1 人机交互界面设计47-48
• 4.2 网片信息输入与处理48-53
• 4.2.1 模块功能描述48-49
• 4.2.2 设计实现思路49-53
• 4.3 多台矫直机排料算法实现53-69
• 4.3.1 设计思路分析53-61
• 4.3.2 排料算法实现61-69
• 4.4 自动功能实现69-71
• 4.5 钢筋矫直机的控制71-73
• 4.6 本章小结73-75
• 第5章 钢筋网自动焊接设备控制系统的实现75-83
• 5.1 人机界面实现75-79
• 5.2 现场系统调试79-82
• 5.3 本章小结82-83
• 第6章 结论与展望83-85
• 参考文献85-89
• 攻读硕士学位期间发表的论文89-91
• 致谢91-92
• 学位论文评阅及答辩情况表92

【参考文献】

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1 张学军;;国内外钢筋焊接网发展现状及存在的误区[J];施工技术;2006年03期

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本文编号：806945