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机床与液压

第３７卷

ＰＷＭ直接控制阀的工作，这不仅控制电路简单，而

且抗干扰能力强、控制精度高。

２．２位移检测电路模块

位移检测电路的作用是通过位置传感器检测液压

油缸活塞杆的位置，再将位置信号反馈给单片机，单

片机根据给定的位移信号与反馈的信号进行比较，形

成闭环控制，提高控制精度。位移检测电路模块如图

３所示。磁栅尺的输出有多路信号，图３中只是画出

其中一路。系统采用磁栅尺作为位置传感器，由于磁

栅尺的输出信号是差分信号，所以将其输出的差分信

号接到差分转换芯片，该芯片的作用是差分驱动，再

将芯片的输出送给单片机。

ｌ

ＪＲ

差分转换

图３位置检测电路厦理图

２．３

ＰＲＯＦＩＢＵＳ通讯接口模块

因为数控冲床的智能高速液压控制系统的冲切频

率要求很高，所以单片机与上位机的通讯采用ＰＲＯ—

ＦＩＢＵＳ通讯，ＰＲＯＦＩＢＵＳ传输速率最高可达１２Ｍｂｉｔ／ｓ。

ＰＲＯＦＩＢＵＳ的接口电路如图４所示，与上位机的接口

采用ＲＳ４８５，注意中间要用光耦隔开，防止干扰。

Ｐ２．０

ＤＢ０

ＲＴＳ

－－－（２

———

１

Ｐ２．１

Ｄ

Ａ

Ｂ穗

２

Ｐ２．２

ＵＢＺ－【ＸＵ

光

３

Ｐ２．３

ＤＢ３

藕

蜀

．ＢＩ兰苫

４

∞

Ｐ２．４

ＤＢ４

上－

－－－ｃ

５

∞

苴Ｐ２．５

ＤＢ５

ｔａｌｌ

－－－－－ｃ

６

片Ｐ２．６

ＤＢ６笔

Ｒ

Ｂ

］鹰

７

机Ｐ２．７

ＤＢ７

０

８

－－ｏ

９

Ｐ３．０

ＡＢ０

Ｐ３．１

ＡＢＩ

ＨＥＡＤｌ

Ｐ３．２

ＡＢ２

Ｐ３．３

ＡＢ３

Ｐ３．４

ＡＢ４

Ｒ９

图４

ＰＲＯＦＩＢＵＳ通讯接口电路原理图

３

智能高速液压控制系统的软件设计

系统的工作流程如图５所示。系统启动之后处于

锁定状态，当上位机发送ＵＮＬＯＣＫＥＤ信号后，控制

器开始工作，同时上位机给控制器发送指定工作模

式，如发送ＨＯＭＥ工作命令，ＨＯＭＥ有清除错误的

作用，将液压冲头移到顶点（由命令设定），设置传

感器的零点等。其他的工作命令如同ＨＯＭＥ。ＳＥＥＫ

的作用是寻找液压冲头的工作位置，系统中设有

ＰＯｓｌ——换模具的位置，ＰＯｓ２——冲压的起始位置，
ＰＯＳ５——液压冲头下移终点位置。ＰＵＮＣＨ是冲压，

ＦＯＲＭ是压印。

Ｔ

图５系统程序流程图

３．１

机器循环信息的部分代码

机器循环信息的部分代码如下：

＃ｄｅｆｉｎｅＭＣ—ＣＹＣＬＥ—ＢＡＳＩＣ—ＬＯＣＫＥＤＯｘ００００

＃ｄｅｆｉｎｅＭＣ—ＣＹＣＬＥ—ＢＡＳＩＣ—ＵＮＬＯＣＫＥＤＯ絮０００１

＃ｄｅｆｉｎｅＭＣＣＹＣＬＥＢＡＳＩＣＲＥＡＤＹＯ）ｃ０００２

＃ｄｅｆｉｎｅＭＣ—ＣＹＣＬＥ—ＰＵＮＣＨ０ｘＯＡ００．．０ｘ０ＡＦＦ

＃ｄｅｆｉｎｅＭＣ—ＣＹＣＬＥ—ＦＯＲＭ０ｘ１４００．．Ｏｘｌ４ＦＦ

３．２

ＰＲＯＦＩＢＵＳ通讯模块

ＰＲＯＦＩＢＵＳ从站的软件设计主要包括单片机的初

始化和ＳＰＣ３的初始化。由于ＳＰＣ３集成了完整的ＤＰ

协议，所以在与主站通信时单片机不用处理ＤＰ状态

机，主要任务是根据ＳＰＣ３产生的中断，调用相应的

中断服务程序对ＳＰＣ３接收到的主站数据进行转存，

并负责组织数据通过ＳＰＣ３上传给主站。ＳＰＣ３的初始

化包括对智能高速液压系统控制器设置站地址以及

ＳＰＣ３内部存储器的配置等。系统中以ＰＬＣ作为主站，

与控制器的通讯过程可描述为主站首先检查控制器从

站是否在总线上，如果在总线上并且控制器的标识号

与主站的参数一致时，再对ＳＰＣ３进行相关的参数配

置，然后对从站进行组态和数据交换。报文的解码如

表１所示。

表１报文的解码表

Ｂｙｔｅ０ｘ００

０ｘ０１

０ｘ０２

０ｘ０３

０ｘ０４０ｘ０５

０ｘ０６

０ｘ０７

ＣｏｄｅＲｅｑｕｅｓｔＩｎｄｅｘｌｏｗＩｎｄｅｘｈｉｇｈＳｕｂ—ＩｎｄｅｘＤａｔａ０ＤａｔａｌＤａｔａ２Ｄａｔａ３

４结论

系统在上电工作后，油缸活塞杆位移曲线如图６

所示，

（ａ）是系统工作在压印模式下，其行程为

３ｍｍ，循环周期为３０ｍｓ，极限公差为０．２ｍｍ；（ｂ）

是系统工作在冲压模式下，其行程为４ｍｍ，循环周

期为２２ｍｓ，极限公差为０．１ｍｍ。

从图６可以看出，基于单片机的智能高速液压控

制系统在数控冲床中能够快速、准确地对工件实行冲

压、压印等一系列加工。

（下转第２０９页）

万方数据