冷凝管弯管机控制系统.pdf

I Ill 冷凝管弯管机控制系统 樊 宁 冯孝中 郑州轻工业学院 郑州 4 5 0 0 0 2 摘要 针对冰箱 冰柜冷凝器的生产 利用可编程序控制器为主控单元 磁性开关为主要输入器件 双 电控换向阀和气缸为主要执行器件 构成冷凝管弯管机控制系统 系统适用于多种不同的冰箱 冰柜冷凝器产品的生产 产品更换时只需切换对应的选择开关 调整相应的磁性开关即可 克服 了传统弯管机的局限 提高了设备的柔性和自动化程度 关键词 弯管机 P L C 柔性生产设备 中图分类号 T P2 7 3 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 9 0 1 3 4 2 0 0 5 0 7 0 0 1 6 0 2 0 引言 产品的 多样化 及对市场 的快 速反应逐渐 成为企 业能否在激烈的市场竞争中处于有利位置的必备能 力 这对企业的生产设备提m r更高地要求 如何 提高生产设备的柔性和效率 满足产品的多样化的 需要 是每个企业都面临着的一 一 个重要问题 受某 企业的委托 为提高其生产设备的柔性和效率 我 们研制了适用于多种冰箱 冰柜冷凝器产品生产的 自动弯管机 1 工作原理 常见的冰箱 冰柜冷凝器产品的平面形状如图 1 所示 I 一 I 1 i l l冰 箱 冰 柜冷凝 器 形状 不 意 图 冰箱 冰柜冷凝器产品通常采用经过校直的邦 迪管制成 弯管的工作原理如图 2 所示 当管子按 第一要求的长度送料后 弯管辊 1 绕弯管辊 2顺时 针旋转 管子向下弯曲 达到要求的角度后 辊子 1 复位 然后按第 2 长度送料 弯管辊 2 绕弯管辊 1 逆时针转动 管子向上弯曲 对应的其工艺路线如下 这样形成一个弯曲角度 再从夹紧管材开始如 此循环 直到弯出最终产品 随着冰箱 冰柜冷凝 器产品的热交换量和使用场合的不同 其形状结构 及各产品各部分的尺寸也不一样 实际上对应不同 的冰箱 冰柜冷凝器产品 其弯曲次数 对应的送 料长度和弯曲角度都会不同 为了能最大限度满足 多种冰箱 冰柜冷凝器产品的要求 充分发挥设备 的柔性潜力并提高 自动化程度 我们设计了如下的 控制 系统 图 2 弯管原理图 2 系统的硬件 根据弯管工艺流程要求 在详细分析机械运动 的各个动作细节的基础上 确定出控制系统的输入 和输出信号 经过性能和价格的比较及优化 确定 采用 日本三菱公司生产的 x1 N一 6 0 M T 型可编程 序控制器 其基本单元的输入点数为3 6 点 输出点 数为2 4 点 经扩展后 输入和输出总点数可以达到 1 2 4 点 要强调指出的是该可编程序控制器的C1 6 一 C 3 1 为 1 6 个保持用 1 6 位计数器 S 0 一 S 1 2 7 为 1 2 8 个保持用状态寄存器 虽然这些器 选择类型一 一夹紧 I 管材一 一 按要求长度送料一 一 按要求角度弯曲成型一 一 复 件实际上是可编程序控制器内部的 收稿日期 2 0 0 5 0 3 2 2 作者简介 樊宁 1 9 5 5一 男 副教授 主要从事机械设计 制造及 自动化专业教学和机 电产品的开发应用研究 1 6 1 第 2 7 卷第 7 期2 0 0 5 0 7 维普资讯 软元件 但是当突然停电时 这些计数器的当前值 其输 出触点的置位或复位状态 状态寄存器的当前 状态能够保持 这为避免由于突然停电导致弯管工 艺流程中断 来电后无法恢复并接着进行下一个工 艺动作而产生废品提供了一定的条件 动力部分采用现场已有的压缩空气动力源 为 了提高系统的可靠性 我们对所有动作均采用带有终 点位置传感器的闭环控制方法 以气缸作为动作执 行件磁性开关为主要输入器件 双电控换向阀和气缸 为主要执行器件 3 系统的软件设计 在系统的控制程序设计时 充分考虑设备调整和 运行过程中各种复杂情况 图3 为控制程序流程图 为了提高设备的自动化程度和劳动生产率 针对不 同类型的主要冷凝器零件产品 设计对应的控制程 序 更换冷凝器零件产品时 对应的控制程序只需用 图 3 控制程序流程 图 选择开关切换即可 节省了更换产品时的准备时间 降低 了对操作人员的技术水平的要求 具体编制程序时 主要采用了状态转移的选择 性分支与合并的处理方法 使不同的零件对应不同 的控制过程 这里控制程序所对应的状态 利用 F X1 N 一 6 0 M R 型可编程序控制器的特殊计数器和 状态寄存器进行程序运行状态停电记忆与保护 要 强调指出的是该可编程序控制器的C1 6 一 C 3 1 为 1 6 个保持用 l 6位计数器 S O S l 2 7为 1 2 8 个保持用 状态寄存器 虽然这些器件实际上是可编程序控制 器内部的软元件 但是当断电时 这些计数器的当 前值 其输 出触点的置位或复位状态 状态寄存器 的当前状态能够同用户程序本身那样保存 而不是 象普通的随机存储器的内容那样 一 停电 既刻 丢失 这为避免由于突然停电导致弯管工艺流程中 断 来电后无法恢复并接着进行下一个工艺动作而 产生废品提供了必要的条件 利用不同的保持用计 数器的不同设定值 记录不同零件所要求的不同的 弯曲次数 由于每弯曲 一 次 计数值减 1 计数器的 当前值即是该零件的第几次弯曲 而每次弯曲所对 应的每个状态都用对应的保持用状态寄存器表示 各个动作均采用步进定序指令S T L驱动 这样无论 何时断电 保持用计数器的当前值和某唯一的保持 用状态寄存器的置位状态被保持下来 再加上输出 执行器件是双电控换向伐 停电后 不会产生复位 动作 既不会产生破坏下 一个状态转移的转移条件 当电源接通时 可由此接着恢复运行 避免由于断电使 工艺流程 无法继续 而造 成废品 4 结束语 经过一年多的实际运行 实用效果很好 与传 统的弯管设备比较 具有独有的特点 满足了多品种 产品生产的需要 自动化程度较高 该设备已通过 省级鉴定 参考文献