[发明专利]一种用于自动化组装生产线的全数字控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及自动化组装生产线的运动控制领域，特别是涉及一种用于自动化组装生产线的全数字控制系统。

背景技术

随着中国人口红利的不断丧失，劳动力成本的不断上升，很多企业特别是劳动密集型企业纷纷提出“机器换人”战略。五金、电器等行业的组装具有多样性和定制化趋势，但人工成本逐步升高以及手工产量无法达到客户订单要求，采用自动化组装设备代替人工势在必行。然而，由于产品的组装工艺多变，产品种类繁多，没有通用的标准设备可以满足不同行业的自动化组装要求，需要定制相应的自动化设备。现有的主要方案有两种：一种是购买机器人，附加额外的治具等，编写应用程序协调机器人的动作，完成产品的组装。但这种方法成本相当高，一般的劳动密集型企业无法承担。另一种是购买电机、导轨以及PLC等开发具有针对性的组装专机。这种方法成本较低，但对开发人员的技术水平要求较高，一般只能用于低端的自动化组装生产线。

采用机器人组装的方式成本高不适合当今劳动密集型企业的发展，而采用PLC开发的低端自动化组装生产线不能满足客户的高要求。比如某一手机组装企业要求开发一条手机外壳自动化组装生产线，用PLC开发的设备只能适用于几款手机的外壳组装，而且组装的效率特别慢。当客户收到更多手机型号的外壳时，PLC的容量以及功能不够，无法开发更多的组装程序，因此限制了组装线的应用。客户必须重新投资，增加更多手机外壳型号的自动化组装设备的定制。因此，针对上述问题如何提出一种解决PLC容量和功能不够的方案，是本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种用于自动化组装生产线的全数字控制系统，使得自动化组装生产线在低成本的条件下，也能实现多样化产品的高性能生产。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种用于自动化组装生产线的全数字控制系统，包括运动控制卡与多个IO扩展板，多个所述IO扩展板分别与所述运动控制卡连接，所述运动控制卡包括：dsp核心模块，用于负责各执行机构相关运动参数的跟踪控制及规划；

AI/AO模块，用于运动控制卡与外部器件的模拟信号通讯；

DI/DO模块，用于运动控制卡与外部器件的数字信号通讯；

总线模块，用于运动控制卡与IO扩展板的总线连接通讯方式；

FPGA模块，用于产生脉冲以及计算编码器角度；

IO板编码模块，用于制定IO板的数量以及分配每块IO板对应的地址；

所述AI/AO模块、所述FPGA模块及所述IO板编码模块分别与所述dsp核心模块连接，所述DI/DO模块与所述总线模块分别与所述FPGA模块连接；

所述IO扩展板包括：单片机模块，用于处理各种信号的读写以及与运动控制卡的实时数据交换；

扩展板总线模块，用于IO扩展板与运动控制卡的总线连接通讯方式与实时交换数据；

扩展板DI/DO模块，用于IO扩展板与外部器件的数字信号通讯；

扩展板AI/AO模块，用于IO扩展板与外部器件的模拟信号通讯；

译码模块，用于设定IO扩展板的地址；

所述扩展板总线模块、所述扩展板DI/DO模块、所述扩展板AI/AO模块及所述译码模块分别与所述单片机模块连接。

作为本发明一种优选的方案，所述运动控制卡还包括：232/485串口模块，用于与外部串口通讯；

编码器接口模块，用于与电机编码器连接，接收电机附带的光电编码器脉冲信号或者旋转编码器输出信号；

网口模块，用于与外部设备联网；存储模块，用于保存数字和程序；

所述232/485串口模块、所述编码器接口模块、所述网口模块及所述存储模块分别与所述运动控制卡连接。

作为本发明一种优选的方案，所述运动控制卡与所述IO扩展板均包括电源模块，所述电源模块用于提供运动控制卡与IO扩展板以及各元器件正常运作的电源；

作为本发明一种优选的方案，所述IO扩展板还包括地址线/数据线模块，用于与运动控制卡实时交换数据。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、基于dsp核心模块的运动控制卡具有较强的运算能力，能实时计算和处理复杂的运动轨迹，实现较高的运动控制性能。

2、基于dsp核心模块的运动控制卡具有较大的存储空间，能保存较多的产品型号程序，满足多样化产品需求。

3、本发明能根据实际设备或者生产线的执行机构柔性扩展IO点，可以应用于各种自动化设备和生产线的控制。

附图说明