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一种新型全自动开槽机的PLC控制

点击次数:59   更新时间2020-06-05     【关闭分    享:

  在工业领域中,常需要在棒料或管子上开槽或将管子切断,而目前的许多开槽机均采用车床改装而来,自动化程度低,特别在使用该设备时被开槽的棒料或管子旋转而车刀不转,导致往往在对长达4~7米以上的棒料或管子开槽时,会产生暴露于开槽机之外高速旋转的棒料或管子,由于不直及回转离心力造成较大的振动、噪声及摩擦能量损耗。为此本文作者曾在国家自然科学基金的支持下,针对自己的预制裂纹的低应力棒料精密剪切方法的需要(在剪切前需在棒料或管子上开槽预制裂纹),研制成功了一种新型全自动开槽机,关于该开槽机的详细论述请参阅1.该开槽机原来采用传统的继电器一接触器控制方案,在工业实际生产中运行后发现,其电器动作时噪声大,控制系统接线复杂,维护困难,再加之我国低压电器质量差,更使该继电器控制系统出现故障的概率增大,给实际正常生产带来较大影响,特别是当改变工艺或欲使其控制功能更加完善时,需要改变线路,而这是比较困难的。其控制电器柜的尺5m.为此,本文提出了采用可编程控制器(PLC)对开槽机加工过程进行控制的方案。

  实际应用结果表明、该方案具有通用性好、可靠性高、环境适应强、功能强大、编程使用方便、控制电器柜尺寸仅为0.4X0.2X0.16m等优点,是一种较为理想的控制方法。

  1开槽机的基本构成及其液压系统该开槽机的基本构成如所示。在油泵及车刀旋转用电动机9(简称车刀电动机)均开动后,前夹紧缸3夹紧棒料,送料缸5向右送一个步距,后夹紧缸13夹紧,进退刀缸16动作,进刀进行开槽。然后油缸16中的活塞反向运动进行退刀,前夹紧缸3松开,送料缸5后退,后夹紧缸13松开。由于油泵电动机及车刀电动机在开机后一直不停地保持运转,所以全国优秀博士学位论文作者专项基金(199930)陕西省科技攻关计划项目(2000-D096)公司提供的STEP7―Micro编程系统软件,在微机上编开槽机液压缸、行程开关、电磁阀功能一览表液压编号I缸功能前夹紧后夹紧送料进退刀行程编号KAKBKCKD开关功能进料左行限位进料右行限位进刀限位退刀限位电磁阀编号12345型号220- 10230-10230―10340-10340―10电磁铁1DT2DT3DT4DT5DT6DT7DT功能卸荷前夹紧后夹紧送料送料退位进刀退刀2PLC控制硬件由于这种开槽机车刀电动机及油泵电动机的功率均较大,相应地控制其动作的接触器必不可少且电流较大,而选用的西门子的PLC输出端电流较小,加之车刀电动机及油泵电机控制动作简单,一旦开动后就一直不停运转,直至停机为止。这里将车刀电动机及油泵电机开停的四个按钮开关量分别独立于PLC之外,而仍保持原有的接触器控制方案。相应的两个电动机开动运转显示用的两个信号灯及电源信号灯均独立于PLC之外,不作为PLC的输出量,这样就减少了PLC输入和输出量数目降低了所选用的PLC价格。

  从上述分析可看出,对该开槽机进行PLC控制时,作为PLC的输入量应包括四个行程开关KA、KB、KC、KD,自动手动选择开关KS,启停开关KT以及手动开关K1、K2、K3、K4,共计十个输入量。输出量包括四个液压电磁阀上的七个电磁铁1DT~7DT,六个信号灯,以上共计十三个输出量。这样其PLC控制硬件接线如所示。为此选用德国西门子公司生产的S7CPU216PLC,该PLC的输入量为24个,输出量为16个,输入采用两组汇点式接线方式,输出采用三组汇点式接线方式,其输入量为24VDC(该直流24V为PLC自动提供)输出为继电器控制方式,输出电压为220V交流,直接驱动中的液压系统中的线圈1DT~7DT动作。中的六个信号灯是为了监控动作过程设置的。

  输开槽机PLC控制梯形图该控制程序由一个主程序和两个子程序组成。主程序先进行系统各元件位置的初始化,然后分别调用两个子程序来完成规定的控制任务。之所以初始化是由于开机后油缸和卩油缸W的位置不确定,可能给后面的加工带来不便,故在初始要求油缸I和松开,油缸趾于右极限且到达行程开关KB处,油缸W处于退刀状态且到达行程开关KD处。在按下结束按钮之后应使设备复位初始化。一个子程序进行手动控制,设置手动控制功能主要是为了进行不同材质及直径的棒料或管子开槽工艺参数的摸索。当然,正常生产时采用的是全自动控制方式。另一个子程序为开槽机的全自动控制程序。

  在的梯形图中,首先开槽机进行初始自动复当送料缸到达右极限行程开关10.4时,其常闭触点断开,右行控制线圈Ql. 5失电,送料缸停止运动。与此同时,进退刀缸到达退刀到位行程开关I0.6,其常闭触点断开,进退刀缸停止退刀,辅助继电器M0.0失电。当关闭启停开关I0. 2,自动控制程序停止的条件是:I0.1闭合,退刀到位,右行进料到位,前、后夹紧缸松开。这样,在任意时候闭合10.2,开槽机仍然会自动完成一个开槽周期,恢复到初始状态。手动控制程序停止的条件是:I0. 1断开,退刀到位,右行进料到位,前、后夹紧缸松开。开槽机停止动作的条件保存在辅助继电器M0.2中。当M0.2常闭时,闭合启停开关I0. 2后,再闭合自动手动选择开关I0.1,为选择自动控制子程序1若没有闭合10.1,则为手动控制子程序0.子程序2的作用是:每次闭合I0. 2时,使辅助继电器M0.3、M0.4、M0.5自动复位。

  1的作用是当Q1.2~Q1.7都不得电时经定时器T107延时得电,此时,整个油路卸荷,延迟时间10秒可用来检查压力表指示的油路压力。另外,还设置了退刀Q0.3、前夹紧Q0.4、后夹紧Q0.5、左行Q0.6、右行Q0.7、进刀Q1.0五个信号指示灯,以便于对操作过程进行监控。

  实现开槽机手动控制的子程序较简单,在此不再线圈Q1. 2自动置位,即前夹紧缸夹紧棒料,当送料缸右行到达右限行程开关I0. 4时,后夹紧控制线圈Q1.3得电,其常开触点闭合,Q1. 3得电自锁,后夹紧缸夹紧棒料,直至送料缸到达左限行程开关I0. 3经定时器T102延时5秒后失电复位,后夹紧缸松开棒料。另外,当Q1.3经过一个由0到1的跳变时,PLC自动作一次扫描流动,辅助继电器M0. 3得电,其常开触点闭合,M0.3得电自锁,经定时器T103延时5秒后,进刀控制线圈Q1. 6得电,开始进刀,到达进刀到位开关I0.5,其常开触点闭合,经定时器T104延时20秒后,退刀控制线圈Q1.7得电自锁,进退刀缸开始退刀,到达退刀到位开关I0. 6后,其常闭触点断开,Q1.7失电。当Q1.7经过一个由1到0的跳变时,PIC自动作一次扫描流动,使辅助继电器M0. 4得电,其常开触点闭合,通过改变能流状态,前夹紧缸控制(上接第8页)管理方面制定和实施切实可行的措施,并提高技术人员和管理人员的节能意识,才能够真正合理地利用能源,解决能源和环境问题。

 

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