2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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1、仿形加工的仿形加工的PLCPLC應用應用ApplicationApplicationofofPLCPLCininprofileprofilemachiningmachining華僑大學電氣工程與自動化系(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,設計了PLC的控制方案,給出軟件設計流程,并分析其實現(xiàn)方法。對類似系統(tǒng)有參考價值。關鍵詞:關鍵詞:PLC仿形加工Abstract:Theprincipleofprofilemachiningcontrolsystemfunctionisintroducedinthepaper.ThePLCcontrolmethodispresented.Thispaperdescribesthemainideasofthesof

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

4、礦車帶動工料作Z向往返運動(此時刀具固定);刀具可作X、Y兩方向運動:X方向分片進給將工料上部去除(當分片距離足夠小時,由于是脆性材料,這些片實際上不存在);Y運動為刀具的進刀量;Y向運動時帶動用于仿形的光電對管運動。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,當隨刀具Y向運動的光電對管往下碰到模板上邊緣時發(fā)出信號,刀具Y向往下不再進給,一分片加工結束可進入下一分片的Y向往下進給加工,如此循環(huán),直至X向分片運動結

5、束。由于刀具位置固定時,礦車帶動工料作Z向往返運動,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)設計如下功能:(1)設置粗、精加工兩道工序,以實現(xiàn)較好的仿形效果。粗、精加工的轉(zhuǎn)換有手動和自動兩種方式。(2)X向的分片距離可設置和顯示。(3)Y向往下進給量可設定和顯示。(4)整個系統(tǒng)有手動與自動兩種操作方式選擇,有電機過載和X、Y、Z向限位保護。(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)自動停止

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

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

8、運動;Y5~Y6:刀具YY向運動;Y7:手動指示;Y10:自動指示;Y11:粗加工指示;Y12:精加工指示;Y13:粗、精自動連續(xù)指示;Y14:暫停指示;Y15:系統(tǒng)運行指示;Y16:故障報警;Y17:限位故障指示;Y20:刀具旋轉(zhuǎn)電機過載故障指示;Y21:礦車電機過載指示;Y22:分片電機過載指示;Y23:Y向電機過載指示;Y24~Y27:4位設定值BCD數(shù)字選通控制;Y30~Y37:4位數(shù)碼管顯示控制。三、程序設計三、程序設計控制程

9、序主要包括點動調(diào)整、粗加工、精加工和設定值處理與顯示程序,采用步進功能指令設計。在這些程序中也包括停止、保護和故障處理的環(huán)節(jié)。加工開始前,應根據(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分片距離程序設定為粗加工的12,加工過程沒有Y下降進給,采用一直下降至光電開動作后,再Y上升至光電開關不動作(這也是補償控制原理),然后進行Z或Z運動,流程略。3、關于再起動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、暫停等引起的加工過程中斷,對每一步進狀態(tài),將自動控制流程所用的狀態(tài)器Sn~Sm送入悼電保護的數(shù)據(jù)寄存器中;此外,對于進刀量,采用積算原理和減計數(shù)的方法設計。這樣,用戶可在停機處理后按再起動(X35)繼續(xù)加工。在初始化程序化程序中,必須根據(jù)不同的開機情況對相關的狀態(tài)器和數(shù)字寄存器賦初值。四、結語四、結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用。在實際系統(tǒng)運行一段時間后發(fā)現(xiàn)由于絲桿隙

11、動量的問題,Y向下降到光電開關處往往會出現(xiàn)過沖現(xiàn)象,因而在精加工程序中加入補償方法,能較好地解決這一問題。當然利用計算機集成制造技術或PLC的運動控制中的示教功能也能實現(xiàn)仿形加工[2],但對簡易仿形和脆性材料加工,本系統(tǒng)具有較高的性價比,值得推廣應用。參考文獻參考文獻1、王兆義編著,小型可編程控制器實用技術,機械工業(yè)出版社,2000,52、鄧昌其,PLC在數(shù)控仿形加工中心的應用,自動化與儀器儀表,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)大學電電氣工程系畢業(yè),工學碩士,副教授,1990年以來在華僑大學電氣工程與自動化系從事電氣傳動、計算機測控、DSP應用的教研工作。電話:0595—2691479,Email:PeiminManwasbninDec.1963.HereceivedtheM.S.degreeinelectricalengineeringfromHarbinUniversityofTechnology

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