MOTEC:三軸超聲掃查系統在物聯網應用
0 引言
本公司是一維、二維、三維平臺和motec機器人生產商。目前,機器人在物聯網領域有廣泛應用前景。
根據掃查架的要求X軸1200mm,Y軸800mm,Z軸600mm,定位精度±0.05mm,重復精度±0.02mm。為適合大行程要求單獨開發了一套三維平臺。
為適合客戶需要,需采用獨立式控制卡,PC機與之進行通信,快速控制及響應。采用通用以太網通信比較合適,方便經濟。
1 系統結構
1.1實現功能
(1) 能夠實現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,采集位置及測量數據分析物體損傷。
(2) 可執行讀入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坐標實時值; X、Y、Z軸JOG控制按鈕;X、Y、Z軸PTP控制。
1.2 系統設計
1.2.1硬件配置
控制系統采用MOTEC 獨立式3軸脈沖控制卡,使用網絡連接控制運動。
系統采用MOTEC伺服電機,X軸使用兩套伺服電機,主伺服同步驅動從伺服運動。機械部分采用MOTEC三坐標大行程平臺,軟件部分單獨開發。
1.2.2控制過程
三軸超聲掃查系統將運動數據(距離、速度、加速度、線弧等)發送到圖形運動控件,圖形運動控件通過以太網發送到控制器。控制器通過計算輸出一定數目和頻率的脈沖傳送到X或Y或Z驅動器上,由驅動器控制電機移動,電機帶動絲杠連接的平臺移動。
平臺按照指定軌跡運動,移動過程中超聲傳感器將檢測的數據傳輸到三軸超聲掃查系統,軟件讀取相應值進行顯示。
1.3設備圖片
2、OCX控件功能
(1) 可讀取AutoCad軟件及相關軟件生成的dxf文件,數控行業通用的G代碼文件,本身文件格式為dsj。
(2) 強大的圖形繪制編輯功能,可繪制點、線、3點弧、起終點半徑弧、3點圓、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特性,也可選中圖形進行拉伸、移動等操作;支持復制、粘貼、刪除、剪切、查找、旋轉、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、線或弧兩端點及中點等進行自動捕捉。
(4) 方便的圖形查看功能,利用鼠標滾輪自由縮放、框選放大、適應窗口、最佳顯示、路徑顯示、導航查看,并且視圖左面及上面有刻度顯示及鼠標移動的坐標顯示。
(5) 層操作功能,根據用戶需要可將繪制圖形設置在不同的層上,進行層顯示、層偏移等操作;不同的層可設置不同顏色區分。
(6) 閉合圖形填充功能,矩形、圓、橢圓、跑道形、正多邊形等,可以設置橫或縱方式填充,此功能在運動過程中自動分解為掃描線運動。
(7) 運動控制功能,可進行點到點運動,單軸手動運動,路徑運動等,進行運動參數設置。
(8) 文本編輯功能,能將圖形轉化為G代碼文本,手動修改。
(9) 以上功能都提供接口函數方便用戶二次開發,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
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,設備參數設置等。
左邊顯示區,實時顯示設備當前位置,當前執行的圖元記錄及總記錄數。 JOG區,手動控制設備移動,按下移動抬起停止。PTP點到點控制設備移動可增量或絕對式移動,編輯可進行圖元的G代碼顯示并編輯。復位設備上點或故障時需進行復位找原點運動。運行設備按指定軌跡運動,采集超聲數據。
狀態欄顯示鼠標的絕對坐標,當前記錄序號,是否自動捕獲,當前層號,添加/插入,數字鎖定鍵,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,復制,粘貼,刪除,撤消,重做,全選,查找,篩選,反向,鏡像,選轉。
繪圖:導航,選擇,點,線,3點圓弧,起終點半徑圓弧,3點圓,圓心半徑圓,弧線,矩形,橢圓,正多邊形,跑道形。
工具:系統參數,層顏色,層顯示,層偏移,PTP運動,文本編輯,復位,執行。
查看:適應窗口,適應圖形,區域放大。
4 結束語
此系統已成功應用,并且各項指標達到或超過客戶要求,XYZ軸重復定位精度±0.01mm,定位精度為±0.03mm,機器運行平穩??丶_發的功能超過客戶需要,實現了快速方便操作,運動路徑合乎要求,位置采集準確,采集頻率高。此系統豐富的圖形,文本編輯功能可應用于數控機床中。

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