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2.1 系統(tǒng)組成和工作原理

基于PC+PLC等離子熔射控制系統(tǒng)組成原理如圖1所示。PC主要完成對(duì)實(shí)體進(jìn)行三維造型、切片、最后生成機(jī)器人能夠識(shí)別的機(jī)器人路徑代碼，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)反饋信息進(jìn)行路徑調(diào)整，同時(shí)也對(duì)整個(gè)熔射過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，采樣主要工藝參數(shù)并保存到加工過(guò)程文檔中。PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)和整個(gè)等離子弧發(fā)生子系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理后傳送到上位機(jī)PC中。

2.2 PC與PLC功能分配

　　在等離子熔射過(guò)程中，環(huán)境惡劣，噪音等污染嚴(yán)重，干擾強(qiáng)，系統(tǒng)工作周期長(zhǎng)。因此現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制核心采用西門子S7-300型PLC，充分利用該型PLC可靠性和良好的抗干擾能力來(lái)保證系統(tǒng)可靠性。并配備了A/D、D/A模塊和CP5611通訊卡，可以實(shí)現(xiàn)模擬量采樣與輸出和與上位機(jī)之間通訊。同時(shí)PLC系統(tǒng)還配備了西門子專用穩(wěn)壓電源，保證了系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，避免與整個(gè)系統(tǒng)共用電源產(chǎn)生干擾。

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由于PLC無(wú)法進(jìn)行監(jiān)控圖表顯示、圖像處理和復(fù)雜算法設(shè)計(jì)，操作人員也不能直觀了解現(xiàn)場(chǎng)狀況[4]。為了彌補(bǔ)以上不足，系統(tǒng)增加PC進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控與數(shù)據(jù)運(yùn)算，其主要任務(wù)是獲取機(jī)器人狀態(tài)信息和皮膜溫度采樣信息，根據(jù)設(shè)定工藝優(yōu)化算法執(zhí)行結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)熔射路徑調(diào)節(jié);對(duì)等離子射流檢測(cè)圖像進(jìn)行處理，反饋調(diào)節(jié)信息至PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)等離子射流發(fā)生裝置調(diào)控;同時(shí)能對(duì)系統(tǒng)故障做出及時(shí)報(bào)警，并能采取相應(yīng)應(yīng)急處理措施和加工現(xiàn)場(chǎng)斷點(diǎn)保護(hù)等。