应用PWS与PLC联机改造CB3463_1转塔车床.pdf

计算机 PLC 应用 应用PWS 与 PLC 联机改造CB3463 1 转塔车床 南昌江铃车桥厂 梁建国 摘要 文章介绍了 PWS 小型 PLC 工作站及 PWS与 PLC 联机控制实现 CB3463 1半自动转塔车床的现有动 作要求及人机对话功能 关键词 PWS 触摸屏 PLC机 联机控制 人机对话 一 CB3463 1 转塔车床改造背景 我厂有多台 CB3463 1 型液压半自动转塔车 床 主要用来加工汽车前桥零件 前轮毂 该种机床 是采用大量中间继电器及时间继电器 并通过插销 板的插孔预选来实现对机床各刀架动作的顺序控 制 由于加工环境的变化 加上机床使用年限己久 导致机床故障率很高 而且因机床机 电 液一体化 程度较高 电路接线繁杂 查找故障很困难 使维修 比较费时费力 严重影响了生产正常进行 我们对机床的机械结构及精度进行检测 确认 机床的机械刚性良好 液压系统工作较稳定 设备各 项运动精度均在允许值之内 经分析以及实践证 明 绝大多数故障是因操作面板矩阵电路中插销与 插孔接触不良 继电器 开关元件 电磁阀元件等电 气元件性能不良或损坏引起 考虑到 PWS 的触摸 操作屏及人机界面功能加上 PLC 的高稳定可靠性 能 所以决定采用 PWS 与 PLC 联机改造机床的电气 控制系统 二 PWS 简介及选型 PWS 即 PLCworkstation 的英文缩写 又称人机界 面 是专门为 PLC 应用而设定的小型 PLC 工作站 它不仅是智慧型工业用 LCD 显示器 具备与各种类 型PLC 连线监控及可采用文字 数字或图形同步显 示PLC 内部接点状态资料的能力 而且也是一种智 慧型操作面板 能取代传统面板的功能 可节省 PLC 的I O 模组 按钮开关 数字设定及 LED 指示灯等 装置 PWS 一般由图形液晶显示器 LCD 触摸开关 标准通讯接口 RS232C RS422 或 RS485 以及相应 的软件组成 PWS 通过标准通讯接口可随时动态 监控并显示PLC 各 I O 点状态 故障讯息等 实现了 人机对话功能 此次改造选用的为台湾Hitech Elec tronics Co Ltd 所产的 PWSl711 型 PLC 小型工作站 取代原机床的操作面板 三 PLC 控制系统的设计与实施 1 硬件设计与实施 在原机床线路上 油泵电机 主轴电机 冷却电 机等控制回路电源电压为交流 127V 属强电控制且 不易出故障 故决定仍然保留不作改动 经仔细分析 除了主轴电机高 低速通过 J12 中 间继电器控制需保留外 其余中间继电器均可去掉 执行元件只需 J12 及全部电磁阀共 20 个 且工作电 源同为 DC24V 所以可将原机床线路上整流桥输出 的 DC24V 电源接入 PLC 输出端的 COM 端 输出口 地址分配及接线详见表 1 表 1 地址元件接线位置地址元件接线位置 Y01CT301 EY1211CT277 E Y12CT299 EY1312CT385 E Y23CT313 EY1413CT399 E Y34CT315 EY1514CT713 E Y45CT319 EY1615CT359 G Y56CT723 EY1716CT369 G Y67CT725 EY2017CT331 G Y78CT271 EY2118CT309 E Y109CT273 EY2220CT332 E Y1110CT275 EY23J12261 后 由于选用 PWS 与 PLC 联机控制 PLC 输入端点 数只要考虑检测开关 行程开关 控制开关 个数即 可 面板上按钮可通过 ADP3软件设置在 PWS 触摸 屏上 考虑到操作者的习惯性 对一些常用的按钮 旋钮如循环启动 循环停止 主轴点动 转塔点动抬 起 点动转位 调整 自动 夹紧松开等另外也接入了 23 计算机 PLC 应用 机床电器 2001 No 5 PLC 机 加上 13 个行程开关和 6 个检测开关 输入 点数共为 26个 输入口地址分配及接线详见表 2 表 2 地址 元件接线位置地址 元件接线位置 X010XK 116 G b 0 118 GX151a163 F 165 F X112XK307 G 311 GX162a173 F 165 F X23XK323 后X173a177 F 165 F X36XK103 G 116 G b 9 X204a181 F 165 F X41XK279 GX215a185 F 165 F X513XK282 GX226a189 F 165 F X62XK281 GX23 3QA103 D 111 A X711XK118 后 119 后X24 6HK721 C 725 D X104XK325 GX25 3TA111 A 113 A X115XK367 FX26 1HK114 A 117 A X127XK341 FX27 6QA715 C 359 D X138XK362 F 365 FX31 5QA715 C 122 B X149XK329 F 331 FX32 4QA339 B 337 B 注 表 1 表 2 中 A B C D E F G 指原说明书插座焊线 图的插座号 后 指机床电气箱后面 数字代表原线路 标号 根据表1 表 2所示I O点数可选用日本三菱公 司的 FXON 60MR PLC 机 为了不过多的影响生 产 另购了七套与原机床接线插座同型号的插座元 件 30 个插孔 照表 1 表 2 焊接好 I O 线 这样做 到了生产和改造的同步进行 2 软件设计与实施 本机床主要有 15种加工功能图形 其中前刀架 四种 后刀架一种 转塔一种 以及它们的运动合成 根据产品加工要求 通过 PWS 人机界面可方便选择 8 步顺序执行 每按一步的选择按键 在 PWS 屏幕 上 就会依次弹出一个人机对话框 依次打开加工 功能图形选择画面 主轴转速选择画面 转塔刀位选 择画面 进给量选择画面等 都选完后 按下确认键 即可 所以加工图形可以编制成 15个子程序 通过 每步的选择按键与 PLC 对应的辅助继电器来调用 同理主轴转速选择 进给量选择也可以通过每步的 选择按键与 PLC 对应的辅助继电器来调用 因程 序编制繁多 步数很长 故在此不便全部列出 四 PWS 与 PLC 联机控制的实现 PWS 与 PLC 通过 RS232C 联机 我们选用的 PWS 型号为 PWSl711 画面通过 ADP3 软件设计 本 台PWS 开机画面如下 仅画出已经固化的所选加工 程序前2 步 工步号 工步内容 加工情况 选择按键 1 前刀架正切 2 未完成 选 择 2 转塔刀架 10未完成选 择 上面已谈到通过按键可以确定每工步加工内 容 此工步加工完后 加工情况显示由 未完成 变为 已完成 便于监控加工情况 前刀架正切 2 表 示前刀架第 2 种正切加工图形 同理 转塔刀架 10 表示第 10种加工图形 与改进型转塔车床 S3 236 代码相同 在此仅用第一加工工步的程序选择加以说明 如上图的 选择 键在 ADP3 软件元件库中定义为 翻页属性 按 选择 键屏幕自动换页至选择画面 如 15种加工图形选择 主轴转速选择 转塔刀位选 择 进给量选择等 如根据加工需要依次选择 前刀 架正切 2 主轴转速 72 然后按 确认 键 则此三个 按键分别对应的 PLC 机内辅助继电器 M156 M212 M8均置 1 当按下循环启动 则执行所选择的 前 刀架正切2 加工程序 当加工工步 共八步 选择好后 就可以实现自 动循环加工 因为产品加工工步一旦调试好后就不 会经常改变 这样就可利用原 自动 调整 旋钮开 关 当开关选择 自动 位置时 发出信号让 PLC 内 M56置 1 接着所选择的加工工步的按键对应 PLC 机内的辅助继电器置 1 当选择 调整 位时 M56复位使得各辅助继电器均复位 又可以重新选 择加工内容实现调整功能 如需要固化所选择的程 序 可用手持式编程器 FX 20P 将如下梯形图中 M8 M156 M212 等改为所选择的辅助继电器即可 这样当旋钮选在 自动 位时 就实现了程序固化 此项功能部分梯形图如图 1 仅列出加工工步第一 步程序的固化 当加工工步固化后 PWS 电源可 以切断或通过 PWS 相关参数设置屏显自动保护 可 大大延长PWS 使用寿命 注 其中M8 M156 M212 为第一步时所选按键对应 PLC 机内辅助继电器 X026为自动 调整旋钮 图 1 第一工步程序固化梯形图 24 机床电器 2001 No 5 计算机 PLC 应用 五 结束语 CB3463 1 型液压半自动转塔车床 采用 PWS 与PLC 联机控制 不仅充分利用了 PWS 人机界面实 现了人机对话功能 又充分利用了 PLC 机控制的高 可靠性 灵活性 使设备的利用率大大提高 另外 又 可充分利用 PLC 内置定时器加在一些重要的检测 开关回路中 可避免因检测开关损坏而发生冲刀 超 程等故障的发生 使加工过程更安全 更可靠 特别值得一提的是 为了便于维修特意设计了 一个维修诊断画面 PWS 读取 PLC 内各 I O 点状 态随时动态监控显示在屏幕上 哪个开关 按钮 电 磁阀 继电器状态不对 性能不良 均一目了然 使维 修也实现了人机对话功能 该 PWS 与 PLC 联机对机床进行改造 具有较广 泛的适用性 不仅可应用于开关量控制的设备上 也可应用于带模拟量控制的设备上 特别是对于一 些操作面板按钮较多 加工环境较复杂的设备 既经 济实用 又可以通过相应的软件改进升级 使设备改 造具有可持续性特点 参考文献 1 MELSEC F 使用手册 About PWS 1711 1760 收稿日期 2001 03 07 用三维 CAD 软件 Solidworks 设计操纵机构 天水213 机床电器厂 周建琦 在自动空气开关或热继电器的操纵机构中 常 常会用到各种平面铰链机构 以实现脱扣器动作 进 行短路 过电流和欠电压保护 本文利用 CAD 软件 Solidworks98 的装配定义功能 在完成机构设计后 将连杆构件的轨迹和模拟动作显示在计算机屏幕 上 以下以一种具有停歇的连杆机构为例 说明这 种设计方法 机构结构见图 1 图 1 连杆结构图 从动构件 DF 在极限位置上 具有长时间的静 止 而与此同时 主动件 AO 保持匀速旋转 整个 机构由一个二类杆组 MDF 与平面铰链四杆机构 OABC组合而成 在设计零件图时 可取各构件尺 寸如下 AB BC BM 1 AO r 0 305 曲柄长度 CO a 0 76 114 MD 0 66 FD 0 8 CF 1 66 OF 2 36 机架FCO 固定 连杆ABM 摇臂 BC DM 摇杆 FD Solidworks设计零件的过程是通过实