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摘要
摘要
玻璃磨边机是玻璃深加工必须的专用设备，其作用是根据需要将玻璃边部磨
削成特定的形状。本文论述了基于S7-226PLC实现的玻璃磨边机设计。文章首先
介绍了玻璃磨边机的现状及其在设计中要实现的磨削花型。其磨削花型分别是:
磨直线斜边、磨靠边基本波浪边、磨直线波浪边、磨双直线波浪边、磨树叶型波
浪边、磨直线树叶波浪边。随后介绍了玻璃磨边机控制系统的设计情况。其硬件
设计采用S7-226PLC作为控制核心，加上相应的接口电路、通讯装置和智能化软
件设计，由其高速计数装置并通过旋转编码器检测电机转速，通过PLC输出控制
磨轮进给电机和磨轮旋转电机进而控制磨削不同花型:PLC的程序完成了各种开
关量信号的采集，磨轮旋转角度和磨轮进给参数的采集，磨轮旋转角度和磨轮进
给参数的计算、输出控制等功能，文章对其进行了分析。作者选用了PWS1711人
机界面对玻璃磨边机进行实时监视和参数设置，文章介绍了玻璃磨边机人机界面
软件设计，包括主画面、磨直线斜边子画面、参数设置画面、控制画面、手动调
整画面、调试画面等。为进一步提高磨削精度，作者将原方案中控制磨轮进给的
普通电机改由伺服电机来完成，文章最后对其控制思想进行了讨论，并给出了基
于PLC实现的模糊PID程序设计。
关键词:PLC;玻璃磨边机;人机界面:PID;磨轮
绪论
1绪论
1.，课题来源及意义
上世纪80年代随着交通、建筑和旅游业的迅速发展，对深加工玻璃的需求越
来越多，使玻璃深加工行业得到了较快的发展，玻璃深加工的产量上升较快。大批
浮法玻璃生产线的建成投产，给玻璃深加工提供了优质玻璃原片:建筑业、交通业
发展的加快和档次的提高，为深加工玻璃的应用开辟了广阔的市场;但是，由于玻
璃加工机械水平的影响，大部分玻璃深加工企业的生产能力并没有充分发挥出来。
由于世界主要玻璃生产企业对平板玻璃以及其它品种的玻璃都在寻求新的利润增
长点，产品创新、新工艺探索、降低成本、产生高附加值等己成为各大玻璃厂商
发展的目标。因此目前世界上5096-60%的平板玻璃原片均进行深加工后再上市，
浮法玻璃原片己不再风光，而是向功能型、实用型、装饰型、安全型、环保型五
大方向的深加工玻璃发展，这是21世纪平板玻璃创新产品不容争议的目标。近年
来，我国玻璃深加工企业发展很快，数量不断增加，规模越来越大，玻璃磨边机
作为玻璃深加工企业必须的专用设备，其市场需求也将越来越多。然而到目前为
止，国内玻璃磨边设备还不很成熟，大多只适合单件加工，而不能应用于批量生
产线。大型玻璃深加工企业必须采用自动化程度高的智能玻璃磨边机。
由于现阶段国产玻璃磨边机自动化程度较低，难以满足玻璃深加工行业快速
发展的要求，因此安徽理工大学与方圆玻璃机械厂合作进行智能玻璃磨边机研制。
1.2玻玻磨边机的主要种类及特点
目前国内玻璃深加工企业使用较多的几种玻璃磨边机如下〔23 [4] [10]
(l)单臂异形磨边机(简称异形机或单臂机)
异形机的最大特点是用途广泛，异形机既可以磨直边，也可磨圆边、鸭嘴边，
还可磨斜边;既可以磨圆形工件，也可磨椭圆及异形工件。在独立吸盘上装上靠
模，用异形机可以磨一些形状不规则的工件。
(2)直线磨边机
直线磨边机的特点有三个:一是用途比较单一，只能磨各类直线边;二是可
连续性磨削，生产效率较高:三是可磨削尺寸较大的平板玻璃。
直线磨边机是各类磨边机中品种、规格最多的磨边机，按能磨削的直线边的
不同，它又可分为如下三种:
1)直线磨边机(简称直边机)
直边机只能磨削玻璃的平底边及两棱角，按磨头数分，有三、五、八、九、
十、十三、十四磨头等数种机型。一般来说，磨头数越多，则磨削精度和生产效
率越高，相应地机器的价格也越高。而电脑控制的直边机(一般磨头数都在十或
十以上)价格更高。
近些年来，国内市场上又出现一种既可磨平底边，又可磨45度底边的两用直
边机，用量也比较多。另外还有可磨一组或两组互成角度底边的磨边机，叫多级
磨边机。这种机型磨头较多，一般为计算机控制。
2)直线圆(简称圆边机)
圆边机可以磨削玻璃的圆边、鸭嘴边等，在家具、玻璃的加工中用的较多。
圆边机也有三、五、六、七、八、九磨头等数种机型。
3)直线斜边机(简称斜边机)
斜边机一般用于磨削玻璃3-20度的斜边。现在，有的斜边机也可磨削45
度的斜边。斜边机按磨头数分，也有七、八、九、十、十一、十四磨头等机型。
近些年来又出现一种能在玻璃斜边上磨出各种波浪花纹的斜边机，叫波浪斜边机。
(3)靠模磨边机(简称靠模机仿形机)
靠模机利用模板准确定位，可精确磨削圆形或异形玻璃的直边、圆边、鸭嘴
边、斜边等，这种磨边机磨出的玻璃形状准确，尺寸统一，生产效率较高。
使用靠模磨边机需要制作专门的模板，当生产品种较多时，不但制作模板费
用较高，而且管理、更换模板也较麻烦，因此这种机型适用于生产品种不多，但
生产批量很大的玻璃加工。
(4)内圆磨边机(简称内圆机)
内圆机的特点是结构简单，价格低廉，但用途比较单一，主要适于加工圆周
边(可以是正圆，也可是椭圆或异形圆)。现国内有些厂生产的内圆机，摆臂较长，
使磨头的摆动范围加大。这种机型不但可磨内圆，也可兼磨外圆，又称为内外圆
磨边机。
(5)直线双边磨边机(简称双边磨机)
双边磨机的特点是可同时磨削玻璃的两条对边，加工精度好，生产效率高，
适用于大批量的玻璃磨边生产。
双边磨机按使用性能分有双直边磨边机和双圆边磨边机两种，其中双直边磨
边机用的较多。
双边磨机按磨削玻璃宽度的不同可分为中小型和大型两种。最大磨削宽度在
两米以下的称为中、小型双边磨机，磨头配置有四、六、八、十二磨头等。最大
磨削宽度在两米及两米以上的称为大型双边磨机，磨头配置有十六、二十、二十
二磨头等。大型双边磨机一般为电脑控制，自动化程度较高，适于磨削大尺寸平
板玻璃，但是，这种设备的价格比较昂贵。
(6)其他磨边机及专用磨边机
除以上介绍的磨边机以外，还有一些结构简单、用途单一的磨边机，如倒角
机、小圆片机、抛光机等。另外还有一些专门加工某种产品的专用磨边机，如汽
车后视镜磨边机、洗手盆磨边机等。
1.3国内外发展与应用情况
目前玻璃磨边机设备不少是进口的，进口磨边机主要来自意大利生产，另外
还有来自韩国、美国、台湾等地的磨边机用的也较多〔日。进口机的质量、精度、
生产效率和使用寿命都要比国内机好，但进口机价格昂贵，一般为国内同类机价
格的3-10倍。玻璃磨边机目前仍以进口设备为主，虽然国外这方面的技术和设备
都很成熟，在国际市场上也应用广泛，但完全依赖进口设备的缺点也是明显的，
首先进口设备价格昂贵，需花费大量的外汇;其次它的定货周期、购买备品备件的
周期长，对正常生产造成一定的影响，特别是设备的控制软件部分，由于保密性
强而无从深入了解，功能扩展性差，一旦出现问题就必须等国外的专家来维护和
调试，对正常生产有很大的影响，故研制和开发国产的智能玻璃磨边机的重要性
是显而易见的，不仅能够提高玻璃加工技术水平和市场竞争力，而且随着玻璃深
加工行业的迅猛发展，该设备的应用前景也是很广阔的。
1.4本文的主要工作
玻璃磨边机的作用是根据需要将玻璃边部磨削成特定的形状。其机械结构主
要由磨削进给系统和加工工作台两部分构成。加工工作台上放置被加工的玻璃，
玻璃靠普通交流电机驱动在加工工作台上移动，磨削砂轮的转动也由普通交流电
机驱动.，磨削进给系统也采用普通交流电机驱动，用以控制磨削砂轮的运动轨迹，
以便将玻璃边部磨削成不同的形状。这也是应方圆玻璃机械有限公司的要求而设
计的方案，本文第3章与第5章对其进行了详细介绍。为了进一步提高磨削精
度，
作者对上述方案进行了改进，将普通电机的工作改由伺服电机完成，本文第6章
给予了分析。本文主要工作包括:
玻璃磨边机的总体设计
玻璃磨边机的电气控制部分硬件设计
可编程控制器的选型、模块设计
旋转编码器及高速计数器分析
人机界面选型、设计
PLC与人机界面的程序设计
基于PLC的模糊PID设计等。
1.5本章小结
本章对课题的来源和意义、玻璃磨边机的结构组成、玻璃磨边机的主要种类
及特点、目前国内外应用情况、玻璃磨边机的主要参数以及本文的主要工作等做
了简要介绍。
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