仿形加工的plc應(yīng)用

1、仿形加工的仿形加工的PLCPLC應(yīng)用應(yīng)用ApplicationApplicationofofPLCPLCininprofileprofilemachiningmachining華僑大學(xué)電氣工程與自動(dòng)化系（福建，泉州，362011）陳培民(DepartmentofElectricalEngineeringAutomationHuaqiaoUniversityFujianQianzhou362011)ChenPeimin摘要摘要：本文介紹仿

2、形加工的原理和系統(tǒng)功能，設(shè)計(jì)了PLC的控制方案，給出軟件設(shè)計(jì)流程，并分析其實(shí)現(xiàn)方法。對類似系統(tǒng)有參考價(jià)值。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：PLC仿形加工Abstract：Theprincipleofprofilemachiningcontrolsystemfunctionisintroducedinthepaper.ThePLCcontrolmethodispresented.Thispaperdescribesthemainideasofthesof

3、tware.Theideashavereferencevaluefthesimilarsyetem.Keywds：PLCprofileprofilemachiningmachining一、加工機(jī)械原理與系統(tǒng)功能一、加工機(jī)械原理與系統(tǒng)功能在脆性材料（如石材）加工中，異型加工應(yīng)用日漸廣泛，確定其控制方案時(shí)，采用PLC進(jìn)行設(shè)計(jì)是一種性價(jià)比較高的選擇。圖1為截面仿形柱體加工機(jī)械的示意圖。其工作過程分析如下：圖1加工機(jī)械的示意圖運(yùn)動(dòng)過程運(yùn)動(dòng)過程：

4、礦車帶動(dòng)工料作Z向往返運(yùn)動(dòng)（此時(shí)刀具固定）；刀具可作X、Y兩方向運(yùn)動(dòng)：X方向分片進(jìn)給將工料上部去除（當(dāng)分片距離足夠小時(shí)，由于是脆性材料，這些片實(shí)際上不存在）；Y運(yùn)動(dòng)為刀具的進(jìn)刀量；Y向運(yùn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)用于仿形的光電對管運(yùn)動(dòng)。仿形原理仿形原理：按所需的形狀用硬質(zhì)材料剪裁制成模板，形狀曲線朝上，當(dāng)隨刀具Y向運(yùn)動(dòng)的光電對管往下碰到模板上邊緣時(shí)發(fā)出信號，刀具Y向往下不再進(jìn)給，一分片加工結(jié)束可進(jìn)入下一分片的Y向往下進(jìn)給加工，如此循環(huán)，直至X向分片運(yùn)動(dòng)結(jié)

5、束。由于刀具位置固定時(shí)，礦車帶動(dòng)工料作Z向往返運(yùn)動(dòng)，故可加工出截面仿形的柱狀體。針對上述加工要求，PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)如下功能：（1）設(shè)置粗、精加工兩道工序，以實(shí)現(xiàn)較好的仿形效果。粗、精加工的轉(zhuǎn)換有手動(dòng)和自動(dòng)兩種方式。（2）X向的分片距離可設(shè)置和顯示。（3）Y向往下進(jìn)給量可設(shè)定和顯示。（4）整個(gè)系統(tǒng)有手動(dòng)與自動(dòng)兩種操作方式選擇，有電機(jī)過載和X、Y、Z向限位保護(hù)。（5）刀具旋轉(zhuǎn)速度和Z向礦車速度利用電磁調(diào)速。（6）加工一工料后，系統(tǒng)自動(dòng)停止

6、；另外設(shè)有急停和暫停（即從停止工位可起動(dòng)繼續(xù)加工）。二、二、PLC的IO安排安排為實(shí)現(xiàn)上述控制功能，PLC選用三菱FX2N系列，IO點(diǎn)數(shù)為64點(diǎn)。具體安排如下：輸入點(diǎn)：X0：加工系統(tǒng)起動(dòng)；X1：手動(dòng)自動(dòng)選擇開關(guān)；X2：急停；X3：暫停；X4X5：Z向點(diǎn)動(dòng)；X6X7：X向點(diǎn)；X10X11：Y向點(diǎn)動(dòng)；X12X13：Z向到位開關(guān)；X14X15：X向到位開關(guān)；X16：Y到位開關(guān)；X17：X、Y、Z六個(gè)限位保護(hù)開關(guān)（由于限位保護(hù)時(shí)，故障現(xiàn)象直觀，

7、為節(jié)省輸入點(diǎn)數(shù)將六個(gè)常開并聯(lián)）；X20：粗精加工選擇；X21：粗、精加工自動(dòng)連續(xù)（即粗工結(jié)束后自動(dòng)進(jìn)入精加）；X22～X25：X、Y、Z向電機(jī)過載保護(hù)；刀具（如鋸片）旋轉(zhuǎn)電機(jī)過載保護(hù)；X26：Y向下降進(jìn)給量設(shè)定確認(rèn)；X27：X向分片距離設(shè)定確認(rèn)；X30：仿形用光電開關(guān)；X31～X34：進(jìn)給量和分片距離設(shè)定值撥碼開關(guān)。X35：故障排除或暫停再起動(dòng)。輸出點(diǎn)：Y0：控制刀具旋轉(zhuǎn)電機(jī)對應(yīng)的接觸器；Y1～Y2：礦車ZZ向運(yùn)動(dòng)；Y3～Y4：刀具XX

8、運(yùn)動(dòng)；Y5～Y6：刀具YY向運(yùn)動(dòng)；Y7：手動(dòng)指示；Y10：自動(dòng)指示；Y11：粗加工指示；Y12：精加工指示；Y13：粗、精自動(dòng)連續(xù)指示；Y14：暫停指示；Y15：系統(tǒng)運(yùn)行指示；Y16：故障報(bào)警；Y17：限位故障指示；Y20：刀具旋轉(zhuǎn)電機(jī)過載故障指示；Y21：礦車電機(jī)過載指示；Y22：分片電機(jī)過載指示；Y23：Y向電機(jī)過載指示；Y24～Y27：4位設(shè)定值BCD數(shù)字選通控制；Y30～Y37：4位數(shù)碼管顯示控制。三、程序設(shè)計(jì)三、程序設(shè)計(jì)控制程

9、序主要包括點(diǎn)動(dòng)調(diào)整、粗加工、精加工和設(shè)定值處理與顯示程序，采用步進(jìn)功能指令設(shè)計(jì)。在這些程序中也包括停止、保護(hù)和故障處理的環(huán)節(jié)。加工開始前，應(yīng)根據(jù)工料的自然尺寸確定粗加工的PLC控制流程如圖3所示。2、精加工程序精加工程序X分片距離程序設(shè)定為粗加工的12，加工過程沒有Y下降進(jìn)給，采用一直下降至光電開動(dòng)作后，再Y上升至光電開關(guān)不動(dòng)作（這也是補(bǔ)償控制原理），然后進(jìn)行Z或Z運(yùn)動(dòng)，流程略。3、關(guān)于再起動(dòng)問題與初始化為減少加工過程中出現(xiàn)的可避免廢品

10、，除了急停外，對電網(wǎng)停電、故障保護(hù)、暫停等引起的加工過程中斷，對每一步進(jìn)狀態(tài)，將自動(dòng)控制流程所用的狀態(tài)器Sn～Sm送入悼電保護(hù)的數(shù)據(jù)寄存器中；此外，對于進(jìn)刀量，采用積算原理和減計(jì)數(shù)的方法設(shè)計(jì)。這樣，用戶可在停機(jī)處理后按再起動(dòng)（X35）繼續(xù)加工。在初始化程序化程序中，必須根據(jù)不同的開機(jī)情況對相關(guān)的狀態(tài)器和數(shù)字寄存器賦初值。四、結(jié)語四、結(jié)語本文所分析的仿形加工PLC控制方案，已在石材加工得到較好的應(yīng)用。在實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)由于絲桿隙

11、動(dòng)量的問題，Y向下降到光電開關(guān)處往往會(huì)出現(xiàn)過沖現(xiàn)象，因而在精加工程序中加入補(bǔ)償方法，能較好地解決這一問題。當(dāng)然利用計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)或PLC的運(yùn)動(dòng)控制中的示教功能也能實(shí)現(xiàn)仿形加工[2]，但對簡易仿形和脆性材料加工，本系統(tǒng)具有較高的性價(jià)比，值得推廣應(yīng)用。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1、王兆義編著，小型可編程控制器實(shí)用技術(shù)，機(jī)械工業(yè)出版社，2000，52、鄧昌其，PLC在數(shù)控仿形加工中心的應(yīng)用，自動(dòng)化與儀器儀表，2001，4：P25～27作者簡介：陳培

12、民，男，1963年12月出生，漢族，1990年3月哈爾濱工業(yè)大學(xué)電電氣工程系畢業(yè)，工學(xué)碩士，副教授，1990年以來在華僑大學(xué)電氣工程與自動(dòng)化系從事電氣傳動(dòng)、計(jì)算機(jī)測控、DSP應(yīng)用的教研工作。電話：0595—2691479，Email:PeiminManwasbninDec.1963.HereceivedtheM.S.degreeinelectricalengineeringfromHarbinUniversityofTechnology