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PLC在组合机床改造中的应用.pdfPLC在组合机床改造中的应用.pdf -- 1 元

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机电工程技术2008年第37卷第07期机电工程技术年第卷第期PLC在组合机床改造中的应用凌岳山(江苏林海动力机械集团公司,江苏泰州225300)收稿日期20080320摘要对PLC应用于组合机床控制系统的设计思路进行了介绍,对系统的硬件和软件设计作了详细阐述。关键词PLC改造组合机床中图分类号TP273文献标识码B文章编号100994922008070077021绪论可编程控制器(PLC)是以微处理为核心的一种新型工业控制装置,它具有体积小、功能强、编程简单、维护方便等优点,其应用越来越广泛,用PLC电路替代传统的继电器电路已成为一种趋势。本公司有一台组合机床,这台设备一直高负荷运转十年多,由于控制电路使用的是继电器控制回路,故障增多,严重影响生产加工速度,决定对电气线路进行改造。2组合机床工作原理分析2.1机床系统结构如图1所示,该机床由床身、中间工件夹紧装置、左右两个工位滑台及动力系统、液压系统、冷却排屑系统等组成。主电路中有四台电机,M1为油泵,提供左右工作台前进、后退和工件夹紧的动力M2、M3为左右动力头电机,工作时切削和加工M4为冷却泵。自动工作时,首先起动液压油泵、确认总原位后,人工上料、按图1机床结构示意图1.左滑台2.左动力头3.工件夹紧装置4.右动力头5.右滑台6.液压站(装有油泵,电磁阀YV16,压力继电器KA1)7.左原位行程8.左工进行程9.左工进端点行程10.右工进端点行程11.右工进行程12.右原位行程数控技术77机电工程技术2008年第37卷第07期机电工程技术年第卷第期自动加工按钮工件夹紧后、两个工位滑台前进并转工进,同时冷却泵起动,加工完毕后主轴延时停止旋转,滑台后退,退到原位压到行程开关后停止,两个工位都退到原位后工件自动松开,整个循环结束,人工上料开始第二个循环。2.2系统工作流程系统工作流程如图2所示。3PLC控制系统分析与设计3.1编制动作时序表根据系统工作流程,加工过程中,滑台的移动和工件的夹紧是由电磁阀控制的,YV1、YV2分别控制左滑台的前进和后退,YV3、YV2分别控制右滑台的前进和后退,YV5吸合工件夹紧,YV6吸合工件松开。自动加工过程中,YV5吸合,工件夹紧,压力继电器KA1吸合,以确认工件夹紧后,左右滑台才能前后移动,加工过程中如因系统压力降低到设定的压力,则KA1断开,滑台和动力头停止工作,防止工件飞出伤人。电磁阀的工作顺序如表1所示。3.2控制系统硬件配置根据机床工作流程和控制的要求分析,系统需开关量输入点21个,开关量输出点12个,综合考虑成本和技术要求,本系统中选用FX1N40MR的PLC,该PLC具有24点输入,16点继电器输出,完全满足系统要求。输入/输出信号地址分配如表2所示。3.3PLC外部接线PLC输入元件中,急停按钮、停止按钮和热继电器采用常闭触点,其余按钮采用常开触点,行程开关也全部采用常开触点。4程序设计根据工艺流程图,编制PLC的程序,程序可在设备调试过程中可方便的修改。根据系统要求,机床控制分为两部分,一是自动加工状态,用于正常的切削加工一是调整状态,用于机床调试和刀具的调整,控制电路的梯形图如图3所示。调整状态下,旋钮SA1断开X14,按下按钮SB2和SB3,可实现油泵起动和停止,按钮SB411,可实现左右滑台的移动,动力头的点动和工件的夹紧与放松。自动工作状态,首先要确认滑台的位置,如滑台不在原位须调整到原位状态,此时可通过指示灯HL2确认。确认两滑台在原位后,旋转SA1闭合X14,机床工作在自动状态,装好工件后,按下自动夹紧按钮SB12,电磁阀图2系统工作流程表1动作时序表(自动加工状态)工件夹紧工件松开左滑台进左滑台退右滑台进右滑台退YV1YV2YV3YV4YV5YV6KA1表2I/O信号分配表输入输出PC输入现场信号意义PC输出现场信号意义X00SB1急停按钮Y00KM1油泵起动X01SB2油泵起动Y01KM2左动力头X02SB3油泵停止Y02KM3右动力头X03SB4工件夹紧Y03KM4冷却泵起动X04SB5工件放松Y04YV1左滑台进X05SB6左滑台进Y05YV2左滑台退X06SB7左滑台退Y06YV3右滑台进X07SB8右滑台进Y07YV4右滑台退X10SB9右滑台退Y10YV5工件夹紧X11SB10左动力头Y11YV6工件松开X12SB11右动力头Y14HL1油泵工作X13SB12自动加工Y15HL2总原位X14SA1自动/调整X15KA1压力继电器X16SQ1左滑台端点X17SQ2左滑台原位X20SQ3左滑台工进X21SQ4右滑台端点X22SQ5右滑台原位X23SQ6右滑台工进X24FR14热继电器(下转第120页)数控技术78机电工程技术2008年第37卷第07期机电工程技术年第卷第期YV5工作,工件夹紧,压力继电器KA1闭合,YV1和YV3工作,两滑台同时向前快进,左右滑台分别压到行程开关SQ3和SQ6后转为工进,KM2、KM3接通,左右动力力头工作,进行切削加工,同时KM4接通,冷却泵工作。当左右滑台工进到最前端分别压到行程开关SQ1、SQ4,YV1、YV3断电,滑台停止前进,延时3秒后,KM24断开,左右动力头和水泵停止,同时YV2、YV4接通,滑台回退到原位开关后停止,两滑台都回退到原位后电磁阀YV5断开,YV6接通,工件松开,一个循环结束,重新安装工件后继续循环。为了保证安全,系统设置了急停按钮,当系统异常情况时,按下SB1时,PLC所有的输出将全部停止,以防止事故的发生。5结束语利用可编程控制器改造旧机床电气系统,在现有企业里是非常现实的技术改造方案,虽然PLC一次性投资较大,但改造后的设备大大降低了运行的故障率,提高了设备运行的稳定性和效率,降低了日常维护成本。改造后设备稳定运行两年多的时间,结果表明效果非常好。通过使用PLC改造该机床电气系统后,去掉了原机床的中间继电器、时间继电器,使线路简化。同时,由于PLC的高可靠性,输入输出部分还有信号指示,给准确判断电器故障的发生部位提供了很大的方便,具有一定的应用推广价值。参考文献[1]王阿根.电气可编程控制原理与应用[M].北京清华大学出版社,2007.[2]王永华,宋寅卯,陈玉国,等.现代电气控制及PLC应用技术[M].北京北京航空航天大学出版社,2005.作者简介凌岳山,男,1970年生,江苏南通人,大学专科,工程师。研究领域机电一体化。编辑梁玉图3PLC梯形图2)灯具安装前应核对灯具型号规格,并检查准备安装灯具位置的线路是否按设计敷设完成线路保护是否完善。3)室外灯具安装应注意与线管驳接的密封处理和采用防水线盒。6结束语经过不懈努力,本工程于2006年10月4日顺利通电调试成功,比原计划提前2天完成,得到甲方、建筑物业主及监理单位的高度评价。珠江两岸光亮工程作为第100届广交会配套工程,具有重要的历史意义,该工程工期紧、高空作业工程量大,施工难度非常高,在如此艰难的情况下,如此短的时间里,完成如此重要任务可以说是一次重大的成功,既提升了公司的形象,同时还获得了良好的经济效益,通过对飘带、大龙和引桥的支吊架优化设计和排栅搭设方案的制定,使用的机具台班费用和材料用量大大减少,节约资金共约100多万元,从而降低了工程成本,真正的做到了双赢。工程竣工交付使用至今,运行性能稳定,效果良好,满足了设计和使用要求。此外,亦为广州市珠江两岸增添了一道美丽的灯光夜景。作者简介吴嘉杰,男,1961年生,广东河源人,大学专科,工程师。研究领域建筑电气安装。已发表论文3篇。编辑王智圣(上接第78页)经验交流120139KeywordsZHOUHua,SHIYanhuaAbstractKeywordsLINGYueshanAbstractKeywordsJIANZhixiongAbstractKeywordsYEXiaoliAbstractKeywordsCHENGTuyuan,LIDamingAbstractKeywordsZHOUHui,LUOFei,LUOFanyi,WUNaiyouAbstractKeywordsBAIHuohua,ZHOUHongfuAbstractKeywordsXIANGBiyunAbstractKeywordsXIAOHaifeng,ZHANPei,XIAOJunAbstractKeywordsnumericalcontrolsystemPLCIPCmanmachineinterfaceHighspeedprocessispredominatedirectionofmachinemanufacturingdevelopment.Thepaperintroducesmechanicalstructure,characterandkeytechnologyoftrestlebridgeNCgantrymachiningcenterthatisdirectlydrovedbylinearmotor.Thedevelopmachinehassuccessfullybeenusedinproduction.linearmotorgantrymachiningcenterhighspeedprocessdevelopmentThearticleintroducesthedesignthinkingofthePLCusedincontrolsystemofModularMachinetool,andexpoundsthehardwareandsoftwaredesignofthesystemindetail.PLCtransformationmodularmachinetoolThispaperdescribeshowtouseSIEMENS802CtoreplaceaCINCINNATImachinecentersdefectiveCNCsystemwhilekeepsusingtheoriginalservodriversandmotors.Theequipmentisputintouseagainwithlowercost.Themethodofresolveralignmentisalsoexplainedinthispaper.machiningcenterCNCsystemreplacementresolveralignmentThemaincontentoftheresearchistobuildareallyNCMillingMachineenvironmentincomputerandtosimulatemachiningprocess.Authoranalyzesthecrucialtechnologiesandthearchitectureofvirtualmanufacturing.Ithasnarratedtheprincipleofbuildingthevirtualnumericalcontrolmachinetoolmouldandthecontroltechnologyrelatedtoit.Onthevirtualnumericalcontrolmachinetoolwebuilt,itrealizesthefunctionofthemovementcontrolofeachaxleofmachinetool,programshowing,NCprogramcodecompile,informationshowingandsoon,andhasrealizedthemostbasicfunctionofamachinetoolofnumericalcontrolsystem.NCmillingmachinevirtualmanufacturingcomputeremulationInpresentwork,itisexceedinglydifficulttocontrolthescaleandprecisionofsomespecialsurfacessuchassinusoidalcurve,ellipse,parabola,etc.Threadcuttingisverydifficulttocarryoutbecausethecuttinghashigherspeedandwithmorepowerandtheaggregationoftheappliedforceislimited.Theprocessingofspecialthreadusingnumericalcontrolmachinewithmacroprogramisdiscussedandseveralexamplesarepresentedinthispaper.thenumericalcontrolturningsinusoidalcurvemacroprogrameditroutineThecontrolsystemissuitableforalltypesofliftcontrolcabinetstypetest.Hydraulicservosystemusedtosimulatetheactualliftloadconditionsthedesignofsoftwareandhardwaresystemstoachievenotonlythelogicfunctionaldesignandsimulationofactualoperatingconditions,butalsoensuresthesystemequipmentsafetyanddependability.liftcontrolcabinetstypetesthydraulicservogroundingandlightningThearticleintroducesanewadvancedcasefillingmachineforbottlestoreplacethetraditionalcasefillingmachineTransmittedbyquadraticcrankmechanism.Itmakesuseofparallelguideandtwoaxleservosystemformechanicaldriven,FrequencyConverterforvelocitymodulationofconveyerbelting,touchpanelasgraphicsOperationterminalGOT,hasrealizedhighautomatic,flexibilityandstability.ThispaperintroducesthebuildingofhardwarestructureandthedesignofsoftwarewithPLC.casefillingmachinePLCtwoaxleservosystemtouchpanelfrequencyconverterThestraightplatecutteristheplateprocessingimportantequipment.Theprocessingspeedexistswhichinviewoftheordinaryplatecutterequipmentisnothigh,themanpoweroperationistrouble,andtheefficiencyislow,securityquestionsandsoon.StudyontheMechanicalandelectricalsystemforthestraightmachineequipmentwhichusethenumericalcontrolsystem.Bywayoftheproductionpracticeandapplication,theresultshowsthatitissuccessfulinthisequipmentdesign.Controlprecisionishigh,themovementisreliable,andtheequipmenthasthehighperformancetopriceratio.Itisworthapplying.straightplatecuttercuttingofsettinglengthnumericalcontrolsystemThispaperintroducestheprincipleandtherealizingofthedoubleaxisservocontrol.Thedesignofthehardwareandsoftwarearealsointroduced.ThedigitalsignalprocessorDSPandservochipformotionIRMCK201areusedinthedoubleaxisSynchronousservosystemtorealizethelinearmotionandtheacmotion.Thesystemisreliableanditcanbebothusedinthecontrolofmachinehandleandrobotmotioncontrol.Thetestingresultshowsappropriateperformancetooriginaldesign.doubleaxissynchronousservosystemdigitalsignalprocessorIRMCK201motioncontrol1112121080774DevelopmentofHighSpeedTrestleBridgeGantryMachiningCenterBasedonDirectDrive080777TheApplicationofPLCintheTransformationofModularMachinetool080779TheReplacementofCincinnatiMachineCentersCNCSystem080781DesignonVirtualNCMillingMachineProcessSimulationSystem080783TheNumericalControlProcessingofSpecialThreadwithManipulationofMacroprogram080785TypeTestControlSystemDesignofLiftControlCabinets080787TheControlSystemDesignofaNewAdvancedCaseFillingMachineforBottles080790StudyontheMechanicalandElectricalSystemfortheStraightPlateCutter080794DesignoftheDoubleAxisServoSystemBasedonDSPandIRMCK201PanyuPolytechnic,Guangzhou511400,ChinaJiangsuLinhaiPowerMachineryGroup,Taizhou225300,ChinaGuangdongMachineryResearchInstitute,Guangzhou510635,ChinaTheThirdBusCompanyofGuangzhou,Guangzhou510075,ChinaMaomingTechnicalSchoolofCommunication,Maoming525000,China1.CollegeofAutomation,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640,China2.RelianceDigitalTechnologyGuangzhouCo.,Ltd,Guangzhou510080,ChinaSouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640,ChinaDepartmentofElectromechanicalEngineering,ShundePolytechnic,Foshan528333,China1.XianAerotechnicalCollege,Xian710077,China2.XianPolytechnicUniversity,Xian710048,ChinaAbstracts
编号:201311161657334631    大小:497.79KB    格式:PDF    上传时间:2013-11-16
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zhike上传于2013-11-16

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