全自动码坯机位置控制系统的设计及应用

摘要

随着社会和科技的进步,各高新技术企业也在逐步改善员工工作环境、提高企业的科技含量[1]。人们对自己周围的工作环境或者所从事的工作也有着更高的要求,正在逐步的由较繁重的体力劳动向较轻的体力劳动或者脑力劳动转变,企业的人力成本也由此在逐步上升。这对传统的制砖企业采用手工码坯用人多并且劳动强度大、生产效率低、砖坯码放质量不一致是一个严峻的挑战。现在制砖企业正逐步使用自动化设备去取代劳动力工作。过去的制砖企业通过采用手工将已生产成型的砖坯搬运和码放到窑车上,因砖坯生产线单位时间内砖产量高并且刚生产出来的砖坯湿且重,需要搬运和码放好,使得工人的劳动强度大、砖坯码放质量不一致、企业的人力成本高[2]。为了解决人力成本的提高和劳动力的短缺为制砖企业带来的一系列问题,我们设计了一种位置控制器,让它去控制码坯机和分坯机,从而构成一种自动码砖的设备,全自动码坯机[3]。
　　 全自动码坯机位置控制系统的设计都是基于码坯机和分坯机这两个控制部件来进行设计的。其中关键的控制部件是三台控制行走的电机和码砖定位用的传感器。在熟悉控制关键的控制部件和码砖工序之后,对控制系统进行了详细的设计。详细设计分为硬件设计和软件设计。控制系统硬件部分由ARM+FPOA构成的主控模块以及模拟量和数字量模块的构成,其中ARM用于对整个系统进行控制,FGPA用于发出DDS正交频率去控制伺服电机,模拟量模块用于输出0-10V的模拟量给变频电机和电气比例阀,数字量模块输入部分采集传感器和按键等输入开关量的信号,数字量模块输出部分输出信号给电磁阀等输出开关量。软件部分主要由自动和手动控制程序,DDS正交频率程序,ARM与FPGA间双向高速数据通信程序构成。此外,还配有10寸触摸屏用于对整个系统进行操作,式样新颖,界面友好,在码坯运行遇到问题可以及时停止码坯运行,在线更改参数,方便可靠。通过硬件、软件再结合触摸屏控制实现了全自动码坯机位置控制系统的设计。全自动码坯机位置控制系统运行稳定,说明了整个设计的合理性,减少了制砖企业采用手工码坯的成本,提高了企业的劳动生产率,解决了人力成本的提高和劳动力的短缺给企业带来的问题[1]。