[发明专利]基于OPC协议的三割炬切割机器人控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种基于OPC协议的三割炬切割机器人控制系统，其特征在于：它包括，

伺服电机(1)，所述的伺服电机(1)用于驱动三割炬切割机器人进行空间运动，包括用于驱动切割机器人在X轴方向运动的X轴伺服电机(11、12)、用于驱动切割机器人在Y轴方向运动的Y轴伺服电机(13)、用于驱动切割机器人在Z轴方向上的Z轴伺服电机(14)以及用于驱动切割机器人在Z轴方向旋转的旋转轴伺服电机(15)，所述的X轴、Y轴、Z轴定义为在空间上两两相垂直的直线；

电磁阀(2)，所述的电磁阀(2)用于控制切割机人各送气管开关状态以进行切割动作，包括与穿孔氧气送气管相连接的穿孔氧电磁阀(21)、与切割氧气送气管相连接的切割氧电磁阀(22)、用于控制气压的低压氧电磁阀(23)和高压氧电磁阀(24)；

PLC控制器(3)，其与所述的各伺服电机(1)和各电磁阀(2)相通信连接，所述的PLC控制器(3)用于向伺服电机(1)和电磁阀(2)输入控制指令以进行相应的动作；

工控机(4)，其与所述的PLC控制器(3)通过OPC协议进行信息交互，所述的工控机(4)设置有OPC客户端(41)，所述的PLC控制器(3)设置有OPC服务器端(31)，所述的工控机(4)通过OPC客户端(41)向PLC控制器(3)的OPC服务器端(31)写入和读取指令以实现对三割炬切割机器人切割过程的控制。

2.根据权利要求1所述的基于OPC协议的三割炬切割机器人控制系统，其特征在于：所述的工控机(4)设置有人机界面(42)，通过所述的人机界面(42)设定和输入控制信息。

3.根据权利要求2所述的基于OPC协议的三割炬切割机器人控制系统，其特征在于：所述的人机界面(42)为五线电阻式型触摸屏。

4.根据权利要求1所述的基于OPC协议的三割炬切割机器人控制系统，所述的PLC控制器(3)与各伺服电机(1)相串口通信连接，所述的PLC控制器(3)与各电磁阀(2)也相串口通信连接。

5.一种如权利要求1所述的基于OPC协议的三割炬切割机器人控制系统的控制方法，其特征在于：它包括如下步骤：

(a)、建立连接步骤：所述的工控机(4)通过OPC客户端(41)向PLC控制器(3)的OPC服务器端(31)发送使能信号，所述的OPC服务器端(31)对接收的信号进行响应；

(b)、切割参数设定步骤：根据待切割物的大小、形状、材质以及切割机器人的初始位置情况设定切割机器人各轴点动值、各轴应移动值以及各电磁阀的开关值进行设定；

(c)、轴点动步骤：上电启动工作，所述的OPC客户端(41)向所述的OPC服务器端(31)写入各个轴点动值，所述的OPC服务器端(31)读取信息并通过PLC控制器(3)转换成相应的能够驱动各伺服电机运转的电信号，从而使得机器人各轴移动到相应的位置，进入步骤(d)；

(d)、切割步骤：所述的OPC客户端(41)向所述的OPC服务器端(31)写入设定的切割过程中机器人各轴应移动值，所述的OPC服务器端(31)依次读取信息并转换成相应的能够驱动各伺服电机运转的电信号，从而实现机器人的移动，同时，所述的PLC控制器(3)同时通过OPC服务器端(31)接收各电磁阀的开关值，所述的低压氧电磁阀(23)与高压氧电磁阀(24)先受驱动进行点火预热，接着所述的穿孔电磁阀(21)受驱动进行穿孔定位，然后所述的切割电磁阀(22)受驱动配合机器人的移动以实现切割作业。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于：整个过程中，所述的OPC客户端的读写频率为20毫秒/次，所述的OPC服务器端读写频率也为20毫秒/次。

7.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于：在切割过程中，还设置有写入各轴移动值中断控制步骤，当OPC服务器端接收到中断写入各轴移动值的指令后，所述的PLC控制器先中断写入切割氧电磁阀值，然后再关闭预热氧电磁阀值，停止切割并下电。

8.根据权利要求5或7所述的控制方法，其特征在于：在切割过程中，还设置有写入各电磁阀开关值中断控制步骤，当OPC服务器接收到中断写入各电磁阀开关值的指令后，所述的PLC控制器判断各轴移动值是否完全写入，若是，则直接停止切割并下电；若否，则继续写入各轴移动值，再停止切割并下电。