仿形加工的plc應用

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，并分析其實現方法。對類似系統有參考價值。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功能一、加工機械原理與系統功能在脆性材料（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控制系統設計如下功能：（1）設置粗、精加工兩道工序，以實現較好的仿形效果。粗、精加工的轉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）刀具旋轉速度和Z向礦車速度利用電磁調速。（6）加工一工料后，系統自動停止

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安排安排為實現上述控制功能，PLC選用三菱FX2N系列，IO點數為64點。具體安排如下：輸入點：X0：加工系統起動；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，故障現象直觀，

7、為節(jié)省輸入點數將六個常開并聯）；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：系統運行指示；Y16：故障報警；Y17：限位故障指示；Y20：刀具旋轉電機過載故障指示；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數字選通控制；Y30～Y37：4位數碼管顯示控制。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的可避免廢品

10、，除了急停外，對電網停電、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送入悼電保護的數據寄存器中；此外，對于進刀量，采用積算原理和減計數的方法設計。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，必須根據不同的開機情況對相關的狀態(tài)器和數字寄存器賦初值。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。在實際系統運行一段時間后發(fā)現由于絲桿隙

11、動量的問題，Y向下降到光電開關處往往會出現過沖現象，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仿形加工[2]，但對簡易仿形和脆性材料加工，本系統具有較高的性價比，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