MOTEC:三軸超聲掃查系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

0 引言

本公司是一維、二維、三維平臺和motec機(jī)器人生產(chǎn)商。目前，機(jī)器人在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用前景。

根據(jù)掃查架的要求X軸1200mm，Y軸800mm，Z軸600mm，定位精度±0.05mm，重復(fù)精度±0.02mm。為適合大行程要求單獨(dú)開發(fā)了一套三維平臺。

為適合客戶需要，需采用獨(dú)立式控制卡，PC機(jī)與之進(jìn)行通信，快速控制及響應(yīng)。采用通用以太網(wǎng)通信比較合適，方便經(jīng)濟(jì)。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1實(shí)現(xiàn)功能

(1) 能夠?qū)崿F(xiàn)空間三維物體超聲檢測功能，測量探頭及探桿安裝在移動平臺上，移動平臺帶動測量探頭在空間移動，采集位置及測量數(shù)據(jù)分析物體損傷。

(2) 可執(zhí)行讀入CAD軌跡文件（含三維）；可自定義（制作）軌跡；可手動輸入代碼生成軌跡。

(3) 顯示X、Y、Z坐標(biāo)實(shí)時值； X、Y、Z軸JOG控制按鈕；X、Y、Z軸PTP控制。

1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.2.1硬件配置

控制系統(tǒng)采用MOTEC 獨(dú)立式3軸脈沖控制卡，使用網(wǎng)絡(luò)連接控制運(yùn)動。

系統(tǒng)采用MOTEC伺服電機(jī)，X軸使用兩套伺服電機(jī)，主伺服同步驅(qū)動從伺服運(yùn)動。機(jī)械部分采用MOTEC三坐標(biāo)大行程平臺，軟件部分單獨(dú)開發(fā)。

1.2.2控制過程

三軸超聲掃查系統(tǒng)將運(yùn)動數(shù)據(jù)(距離、速度、加速度、線弧等)發(fā)送到圖形運(yùn)動控件，圖形運(yùn)動控件通過以太網(wǎng)發(fā)送到控制器?？刂破魍ㄟ^計(jì)算輸出一定數(shù)目和頻率的脈沖傳送到X或Y或Z驅(qū)動器上，由驅(qū)動器控制電機(jī)移動，電機(jī)帶動絲杠連接的平臺移動。

平臺按照指定軌跡運(yùn)動，移動過程中超聲傳感器將檢測的數(shù)據(jù)傳輸?shù)饺S超聲掃查系統(tǒng)，軟件讀取相應(yīng)值進(jìn)行顯示。

1.3設(shè)備圖片

2、OCX控件功能

(1) 可讀取AutoCad軟件及相關(guān)軟件生成的dxf文件，數(shù)控行業(yè)通用的G代碼文件，本身文件格式為dsj。

(2) 強(qiáng)大的圖形繪制編輯功能，可繪制點(diǎn)、線、3點(diǎn)弧、起終點(diǎn)半徑弧、3點(diǎn)圓、圓心半徑圓、弧線、橢圓、矩形、跑道形、正多邊形等；通過圖形屬性修改相關(guān)特性，也可選中圖形進(jìn)行拉伸、移動等操作；支持復(fù)制、粘貼、刪除、剪切、查找、旋轉(zhuǎn)、鏡像、反向等操作。

(3) 選擇捕捉功能，可單選、多選、框選、篩選、全選等，能對點(diǎn)、線或弧兩端點(diǎn)及中點(diǎn)等進(jìn)行自動捕捉。

(4) 方便的圖形查看功能，利用鼠標(biāo)滾輪自由縮放、框選放大、適應(yīng)窗口、最佳顯示、路徑顯示、導(dǎo)航查看，并且視圖左面及上面有刻度顯示及鼠標(biāo)移動的坐標(biāo)顯示。

(5) 層操作功能，根據(jù)用戶需要可將繪制圖形設(shè)置在不同的層上，進(jìn)行層顯示、層偏移等操作；不同的層可設(shè)置不同顏色區(qū)分。

(6) 閉合圖形填充功能，矩形、圓、橢圓、跑道形、正多邊形等，可以設(shè)置橫或縱方式填充，此功能在運(yùn)動過程中自動分解為掃描線運(yùn)動。

(7) 運(yùn)動控制功能，可進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)運(yùn)動，單軸手動運(yùn)動，路徑運(yùn)動等，進(jìn)行運(yùn)動參數(shù)設(shè)置。

(8) 文本編輯功能，能將圖形轉(zhuǎn)化為G代碼文本，手動修改。

(9) 以上功能都提供接口函數(shù)方便用戶二次開發(fā)，目前此控件僅能顯示二維圖形，3維圖形在屬性中查看及修改。

3 三軸超聲掃查系統(tǒng)

3.1 界面介紹

菜單及工具欄，控件具有的基本功能，對圖形的操作，設(shè)備參數(shù)設(shè)置等。

左邊顯示區(qū)，實(shí)時顯示設(shè)備當(dāng)前位置，當(dāng)前執(zhí)行的圖元記錄及總記錄數(shù)。 JOG區(qū)，手動控制設(shè)備移動，按下移動抬起停止。PTP點(diǎn)到點(diǎn)控制設(shè)備移動可增量或絕對式移動，編輯可進(jìn)行圖元的G代碼顯示并編輯。復(fù)位設(shè)備上點(diǎn)或故障時需進(jìn)行復(fù)位找原點(diǎn)運(yùn)動。運(yùn)行設(shè)備按指定軌跡運(yùn)動，采集超聲數(shù)據(jù)。

狀態(tài)欄顯示鼠標(biāo)的絕對坐標(biāo)，當(dāng)前記錄序號，是否自動捕獲，當(dāng)前層號，添加/插入，數(shù)字鎖定鍵，滾動鎖定鍵，大寫鎖定鍵是否被按下。

3.2 菜單介紹

文件：新建，打開，保存，另存為，退出。

編輯：剪切，復(fù)制，粘貼，刪除，撤消，重做，全選，查找，篩選，反向，鏡像，選轉(zhuǎn)。

繪圖：導(dǎo)航，選擇，點(diǎn)，線，3點(diǎn)圓弧，起終點(diǎn)半徑圓弧，3點(diǎn)圓，圓心半徑圓，弧線，矩形，橢圓，正多邊形，跑道形。

工具：系統(tǒng)參數(shù)，層顏色，層顯示，層偏移，PTP運(yùn)動，文本編輯，復(fù)位，執(zhí)行。

查看：適應(yīng)窗口，適應(yīng)圖形，區(qū)域放大。

4 結(jié)束語

此系統(tǒng)已成功應(yīng)用，并且各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到或超過客戶要求，XYZ軸重復(fù)定位精度±0.01mm，定位精度為±0.03mm，機(jī)器運(yùn)行平穩(wěn)。控件開發(fā)的功能超過客戶需要，實(shí)現(xiàn)了快速方便操作，運(yùn)動路徑合乎要求，位置采集準(zhǔn)確，采集頻率高。此系統(tǒng)豐富的圖形，文本編輯功能可應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床中。