独立袋装弹簧机的控制系统的制作方法

1.本技术涉及独立袋装弹簧机技术领域，尤其涉及一种独立袋装弹簧机的控制系统。


背景技术：

2.随着信息技术的发展，传统独立袋装弹簧机技术也迎来了一场变革，传统的独立袋装弹簧机使用机械凸轮机构带动爪臂，在运转和成型过程中，爪臂顺时针或逆时针方向依次转动，无法自主控制，需要人工来对各种参数进行调整，调整各个伺服电机和独立袋装弹簧机各个部件，及其消耗人力且效率低下，并同时存在选用不到的爪臂仍然在运转做功，导致运转时间的延迟和各机构无法及时调整等问题。


技术实现要素：

3.本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本技术提出一种独立袋装弹簧机的控制系统，能实现独立袋装弹簧机智能化控制，降低人工成本，为使用者提供更为人性化的体验。
4.本技术实施例提供了一种独立袋装弹簧机的控制系统，包括：
5.弹簧加工装置，所述弹簧加工装置用于完成独立袋装弹簧的生产；
6.传感装置，所述传感装置安装在所述弹簧加工装置上，用于获取所述弹簧加工装置生产独立袋装弹簧过程中产生的第一传感数据；
7.控制装置，所述控制装置分别与所述弹簧加工装置和所述传感装置连接，所述控制装置包括，plc控制单元、伺服驱动器和变速调频器；
8.其中，所述plc控制单元用于根据所述第一传感数据向所述伺服驱动器发送控制信号，和用于根据所述第一传感数据生成plc模拟变量并将所述plc模拟变量发送给所述变速调频器，所述伺服驱动器用于根据所述控制信号控制与所述伺服驱动器连接的伺服电机，所述变速调频器用于根据所述plc模拟变量改变所述弹簧加工装置的工作参数。
9.可选地，在本技术的一个实施例中，所述弹簧加工装置包括：自动送线架、钢丝矫直单元、钢丝送料单元、弹簧变径单元、间距控制单元和分割单元。
10.可选地，在本技术的一个实施例中，所述弹簧变径单元还包括独立机械爪臂，所述独立机械爪臂为无凸轮驱动爪臂结构，所述独立机械爪臂与对应的所述伺服电机连接，所述独立机械抓臂用于在所述伺服电机的控制下完成变径处理。
11.可选地，在本技术的一个实施例中，所述plc控制单元的脉冲输出通道数量小于所述伺服电机的数量。
12.可选地，在本技术的一个实施例中，所述控制装置还包括中间继电器，所述plc控制单元用于通过所述中间继电器控制所述伺服电机。
13.可选地，在本技术的一个实施例中，所述控制装置还包括ethercat总线，所述ethercat总线用于连接各所述plc控制单元、所述伺服驱动器和所述变速调频器，并完成各
所述plc控制单元、所述伺服驱动器和所述变速调频器之间的数据通信。
14.可选地，在本技术的一个实施例中，所述独立袋装弹簧机的控制系统还包括：可视化控制面板，所述可视化控制面板用于获取用户输入的第二传感数据。
15.可选地，在本技术的一个实施例中，所述控制装置还包括输入数据控制单元，所述输入数据控制单元根据内置的数据权重方法结合所述第一传感数据和所述第二传感数据生成所述plc模拟变量。
16.可选地，在本技术的一个实施例中，所述传感装置包括激光频射传感器，所述激光频射传感器安装在所述钢丝送料单元和所述分割单元，所述用于获取通过所述钢丝送料单元的钢丝数量和通过所述分割单元的弹簧数量。
17.可选地，在本技术的一个实施例中，所述独立袋装弹簧机的控制系统还包括安全装置，所述安全装置用于在所述钢丝送料单元的钢丝数量和通过所述分割单元的弹簧数量之差大于阈值的情况下，触发安全警报。
18.本技术实施例的独立袋装弹簧机的控制系统，至少具有以下有益效果：
19.本技术提出一种独立袋装弹簧机的控制系统，包括：弹簧加工装置，弹簧加工装置用于完成独立袋装弹簧的生产；传感装置，传感装置安装在弹簧加工装置上，用于获取弹簧加工装置生产独立袋装弹簧过程中产生的第一传感数据；控制装置，控制装置分别与弹簧加工装置和传感装置连接，控制装置包括，plc控制单元、伺服驱动器和变速调频器；其中，plc控制单元用于根据第一传感数据向伺服驱动器发送控制信号，和用于根据第一传感数据生成plc模拟变量并将plc模拟变量发送给变速调频器，伺服驱动器用于根据控制信号控制与伺服驱动器连接的伺服电机，变速调频器用于根据plc模拟变量改变弹簧加工装置的工作参数。在实际使用过程中，通过传感装置捕获代表独立袋装弹簧机运行状态的传感数据，同时使用控制装置，结合传感数据生成联动形成控制信号和plc模拟变量，同步控制伺服电机和实现独立袋装弹簧机的变速调频，完成独立袋装弹簧机智能化控制，极大的节约人力，提高弹簧制作效率，降低了弹簧机的调试难度和操作要求，为使用者提供更为人性化的体验。
附图说明
20.附图用来提供对本技术技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术的技术方案，并不构成对本技术技术方案的限制。
21.图1是本技术独立袋装弹簧机的控制系统的组网结构示意图；
22.图2是本技术独立袋装弹簧机的控制系统中控制装置的组网结构示意图。
具体实施方式
23.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
24.需要说明的是，虽然在系统示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于系统中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别
类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
25.传统的独立袋装弹簧机使用机械凸轮机构带动爪臂，在运转和成型过程中，爪臂是顺时针或逆时针方向依次转动的，选用不到的爪臂仍然在运转做功，这样的无用功就造就了运转时间的延迟，造成了生产效率低下，同时，还需要人工根据实际生产情况，调整独立袋装弹簧机的各种参数，大大提高了人力成本。
26.基于此，本技术提供了一种独立袋装弹簧机的控制系统，包括：弹簧加工装置，弹簧加工装置用于完成独立袋装弹簧的生产；传感装置，传感装置安装在弹簧加工装置上，用于获取弹簧加工装置生产独立袋装弹簧过程中产生的第一传感数据；控制装置，控制装置分别与弹簧加工装置和传感装置连接，控制装置包括，plc控制单元、伺服驱动器和变速调频器；通过plc控制单元用于根据第一传感数据向伺服驱动器发送控制信号，和用于根据第一传感数据生成plc模拟变量并将plc模拟变量发送给变速调频器，伺服驱动器用于根据控制信号控制与伺服驱动器连接的伺服电机，变速调频器用于根据plc模拟变量改变弹簧加工装置的工作参数，达到弹簧机调试方便，生产快速稳定，适合多种弹簧的生产的有益效果，大大减少了对人力的需求，同时半自动化处理，使独立袋装弹簧机更加便于操作。
27.下面结合附图，对本技术实施例作进一步阐述。
28.参考图1，图1是本技术独立袋装弹簧机的控制系统的组网结构示意图，该独立袋装弹簧机的控制系统，包括：
29.弹簧加工装置，弹簧加工装置用于完成独立袋装弹簧的生产；
30.传感装置，传感装置安装在弹簧加工装置上，用于获取弹簧加工装置生产独立袋装弹簧过程中产生的第一传感数据；
31.控制装置，控制装置分别与弹簧加工装置和传感装置连接，控制装置包括，plc控制单元、伺服驱动器和变速调频器；
32.其中，plc控制单元用于根据第一传感数据向伺服驱动器发送控制信号，和用于根据第一传感数据生成plc模拟变量并将plc模拟变量发送给变速调频器，伺服驱动器用于根据控制信号控制与伺服驱动器连接的伺服电机，变速调频器用于根据plc模拟变量改变弹簧加工装置的工作参数。
33.可以想到的是，弹簧加工装置为用于完成独立袋装弹簧的生产的装置，能够完成独立袋装弹簧的生产，在弹簧加工装置工作的同时，传感装置在弹簧加工装置上，收集代表弹簧加工装置工作状态的第一传感数据，并及时将该第一传感数据发送给控制装置，控制装置内置有可编程逻辑电路和存储单元，控制装置根据第一传感数据自动调整弹簧加工装置的工作状态，达到智能自动的调整独立袋装弹簧机工作状态的效果，节约人力，降低学习成本。
34.可以想到的是plc控制单元能通过内置的运行逻辑单元，完成在弹簧加工装置工作过程中输入输出的控制，完成指令输入。
35.其中，值得说明的是，在实际生产过程中，本方案还实现了plc与伺服驱动器通讯，由于生产产品尺寸可以用户自定义，在控制上需要对伺服驱动器的参数对应不同产品进行改更，采用plc与驱动器通讯技术能自动修改伺服驱动器参数，减少人为操作，节省大量时间。
36.同时，值得说明的是，本方案通过plc模拟量控制变频器调速,使用模拟量变频器
调速技术，可以实时改变送线，咬簧，入袋速度，满足不同客户订单生产需求。
37.在一些实施例中，plc控制装置通过数据总线和电缆连接伺服驱动器，并通过伺服驱动器驱动响应的伺服电机。同时，根据具体的场景，plc控制装置可以控制伺服驱动器的工作模式，使伺服驱动器在位置模式和转矩模式之间转换，当伺服驱动器位于转矩模式时，对控制信号的响应最快，当伺服驱动器位于位置模式是，可以提高运算量，用户可以根据当前场景对响应速度和运算量的需求，预先在plc控制装置中设置好相应逻辑电路，以便于plc控制装置在工作中实时调整所连接的伺服驱动器的工作模式，提高独立袋装弹簧机的工作效率。
38.在一些实施例中，plc控制装置通过与传感装置连接，获取传感装置的传感数据后，生成对应plc模拟变量，控制变速调频器，进而对整个独立袋装弹簧机进行调控。其中，传感装置包括，如温度传感器、激光传感器、惯性传感器、声波传感器和摄像头。相关领域技术人员可以根据实际情况来选择相应的传感设备，接入更多的传感设备可以形成更多的传感器组合，获取更加详细的独立袋装弹簧机工作数据，进而进行自动调整，节约人力。
39.参考图2，图2是本技术独立袋装弹簧机的控制系统中控制装置的组网结构示意图，在一些实施例中，独立袋装弹簧机上设置有送线伺服、成型伺服、弹簧槽伺服、插针伺服、入袋伺服、大模伺服和拉线伺服，通过plc控制单元连接数据总线驱动各伺服器完成独立袋装弹簧生成过程中的送线操作、成型操作、弹簧槽操作、插针操作、入袋操作、大模操作和拉线操作，达到采用plc与驱动器通讯技术能自动修改伺服驱动器参数，减少人为操作，节省大量时间的效果。
40.在一些实施例中，独立袋装弹簧机上设置有线架电机、送布电机和热熔胶箱等弹簧机上常用设施，plc控制单元通过内置的可编程逻辑电路和存储单元将第一传感信息转换为plc模拟变量，发送给变速调频器，可以实时改变送线，咬簧，入袋速度，满足不同客户订单生产需求。
41.在一些实施例中，独立袋装弹簧机还配备有音响设施，可以在工作的同时将第一传感数据对使用者进行播报，同时将伺服驱动器和变速调频器根据数据所要进行的操作告知使用者，便于使用者跟准确的知晓当前机器工作状态。
42.在一些实施例中，弹簧加工装置包括：自动送线架、钢丝矫直单元、钢丝送料单元、弹簧变径单元、间距控制单元和分割单元。
43.可以想到的是，自动送线架用于负责向钢丝矫直单元提供线圈原料；钢丝矫直单元由矫直滚轮组成，用于消除自动送线架所提供原料中弯曲变形部分；钢丝送料单元由若干个送料轮组成，通过齿轮传输拉直后的钢丝给弹簧变径单元；弹簧变径单元将拉直后的钢丝重新弯曲形成圆柱弹簧或变径弹簧；间距控制单元用于通过变距凸轮控制弹簧的有效圈数，从而配合分割单元，分割弹簧。
44.在一些实施例中，弹簧加工装置还包括织袋单元和套袋单元，织袋单元生产出合适大小的独立织带，同时，最后分割好的弹簧再经由套袋结构进行套袋，完成独立袋装弹簧的生产。
45.在一些实施例中，弹簧变径单元还包括独立机械爪臂，独立机械爪臂为无凸轮驱动爪臂结构，独立机械爪臂与对应的伺服电机连接，用于在伺服电机的控制下完成变径处理。
46.可以想到的是，独立机械爪臂与对应的伺服电机连接，独立机械爪臂为无凸轮驱动爪臂结构，能克服传统的独立袋装弹簧机使用机械凸轮机构带动爪臂，在运转和成型过程中，爪臂是顺时针或逆时针方向依次转动的，选用不到的爪臂仍然在运转做功，这样的无用功就造就了运转时间的延迟，造成了生产效率低下的问题。通过采用无凸轮驱动爪臂结构，使独立伺服电机驱动每个爪臂的动作，每个爪臂是采用独立运转，这样就能避免时间的延迟，减少了无用功的产生，大大提高了生产效率采用无凸轮驱动爪臂结构，有效避免无用功等待时间，大大提高生产效率。
47.在一些实施例中，plc控制单元的脉冲输出通道数量小于伺服电机的数量。
48.在一些实施例中，控制装置还包括中间继电器，plc控制单元用于通过中间继电器控制伺服电机。
49.可以想到的是，在一些实施例中，本技术的独立袋装弹簧机使用最大六路脉冲输出通道的plc控制单元控制七个伺服电机，采用分时控制方式根据不同的生产工艺，通过中间继电器自动切换生产时需要运动的伺服电机，减少plc使用量，降低成本。
50.在一些实施例中，控制装置还包括ethercat总线，ethercat总线用于连接各plc控制单元、伺服驱动器和变速调频器，并完成各plc控制单元、伺服驱动器和变速调频器之间的数据通信。
51.可以想到的是，ethercat总线完成各plc控制单元、伺服驱动器和变速调频器之间的环形数据回路，确保了每次数据传输的进准和速度，使伺服驱动器和变速调频器的响应更快，时延更低，可靠性更强，同时是各伺服驱动器和各变速调频器之间可以相互影响，可以在部分伺服驱动器或变速调频器因数据传输错误发生故障时，通过plc控制单元对故障进行快速响应，提高独立袋装弹簧机的安全性。
52.在一些实施例中，独立袋装弹簧机的控制系统还包括：可视化控制面板，可视化控制面板用于获取用户输入的第二传感数据。
53.在一些实施例中，控制装置还包括输入数据控制单元，输入数据控制单元根据内置的数据权重方法结合第一传感数据和第二传感数据生成plc模拟变量。
54.可以想到的是，在一些实施例中，用户可以通控制面板输入第二传感数据，输入数据控制单元根据内置的数据权重方法结合第一传感数据和第二传感数据生成plc模拟变量，例如第二传感数据对应的工作参数于第一传感数据对应的工作参数之间的相似度小于预设相似度阈值时，按照第二传感数据对应的工作参数对独立袋装弹簧机进行控制，第二传感数据对应的工作参数于第一传感数据对应的工作参数之间的相似度打于预设相似度阈值时，按照第一传感数据对应的工作参数对独立袋装弹簧机进行控制，达到反正在用户操作可接受的情况下按照用户操作进行控制和用户操作不符合独立袋装弹簧机实际情况时按照系统参数进行控制的效果，防止用户误操作，提高安全性和用户体验。
55.在一些实施例中，传感装置包括激光频射传感器，激光频射传感器安装在钢丝送料单元和分割单元，用于获取通过钢丝送料单元的钢丝数量和通过分割单元的弹簧数量。
56.在一些实施例中，独立袋装弹簧机的控制系统还包括安全装置，安全装置用于在钢丝送料单元的钢丝数量和通过分割单元的弹簧数量之差大于阈值的情况下，触发安全警报。
57.可以想到的是，通过对进料处的加工原料和出料处的成品，分别进行记录，当两者
数量之差大于阈值，则说明弹簧加工装置处于非正常运行状态，计时触发安全警报，使用户提早注意到弹簧加工装置的非正常运行状态，并能采取响应措施，提高安全性和用户体验。
58.同时，在一些实施例中，在簧加工装置处于非正常运行状态下，plc控制单元可以通过第一传感数据结合内置的逻辑电路，判断出独立袋装弹簧机的故障类型，故障类型包括，送布故障、线架故障、拉袋故障、大模故障、入袋故障、插针故障、弹簧槽故障、成型故障、送线故障和线架卡线故障。
59.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
60.以上是对本技术的较佳实施进行了具体说明，但本技术并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本技术精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。