仿形加工的PLC应用.docx

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1、仿形加工的PLC应用ronggang导语：本文介绍仿形加工的原理和系统功能，设计了PLC的控制方案，给出软件设计流程，并分析其实现方法。对类似系统有参考价值摘要：本文介绍仿形加工的原理和系统功能，设计了PLC的控制方案，给出软件设计流程，并分析其实现方法。对类似系统有参考价值。关键词：PLC仿形加工一、加工机械原理与系统功能在脆性材料如石材加工中，异型加工应用日渐广泛，确定其控制方案时，采用PLC进展设计是一种性价比拟高的选择。图1为截面仿形柱体加工机械的示意图。其工作经过分析如下：align=center图1加工机械的示意图/align运动经过：矿车带开工料作Z向往返运动此时刀具固定;刀具可

2、作X、Y两方向运动：X方向分片进给将工料上部去除当分片间隔足够小时，由于是脆性材料，这些片实际上不存在;-Y运动为刀具的进刀量;Y向运动时带动用于仿形的光电对管运动。仿形原理：按所需的外形用硬质材料剪裁制成模板，外形曲线朝上，当随刀具-Y向运动的光电对管往下碰到模板上边沿时发出信号，刀具-Y向往下不再进给，一分片加工完毕可进入下一分片的Y向往下进给加工，如此循环，直至X向分片运动完毕。由于刀具位置固定时，矿车带开工料作Z向往返运动，故可加工出截面仿形的柱状体。针对上述加工要求，PLC控制系统设计如下功能：1设置粗、精加工两道工序，以实现较好的仿形效果。粗、精加工的转换有手动和自动两种方式。2X

3、向的分片间隔可设置和显示。3Y向往下进给量可设定和显示。4整个系统有手动与自动两种操纵方式选择，有电机过载和X、Y、Z向限位保护。5刀具旋转速度和Z向矿车速度利用电磁调速。6加工一工料后，系统自动停顿;另外设有急停和暂停即从停顿工位可起动继续加工。二、PLC的I/O安排为实现上述控制功能，PLC选用三菱FX2N系列，I/O点数为64点。详细安排如下：输入点：X0：加工系统起动;X1：手动/自动选择开关;X2：急停;X3：暂停;X4/X5：+/-Z向点动;X6/X7：+/-X向点;X10/X11：+/-Y向点动;X12/X13：+/-Z向到位开关;X14/X15：+/-X向到位开关;X16：+Y

4、到位开关;X17：+/-X、Y、Z六个限位保护开关由于限位保护时，故障现象直观，为节省输入点数将六个常开并联;X20：粗/精加工选择;X21：粗、精加工自动连续即粗工完毕后自动进入精加;X22X25：X、Y、Z向电机过载保护;刀具如锯片旋转电机过载保护;X26：-Y向下降进给量设定确认;X27：X向分片间隔设定确认;X30：仿形用光电开关;X31X34：进给量和分片间隔设定值拨码开关。X35：故障排除或者暂停再起动。输出点：Y0：控制刀具旋转电机对应的接触器;Y1Y2：矿车Z/-Z向运动;Y3Y4：刀具X/-X运动;Y5Y6：刀具Y/-Y向运动;Y7：手动指示;Y10：自动指示;Y11：粗加工

5、指示;Y12：精加工指示;Y13：粗、精自动连续指示;Y14：暂停指示;Y15：系统运行指示;Y16：故障报警;Y17：限位故障指示;Y20：刀具旋转电机过载故障指示;Y21：矿车电机过载指示;Y22：分片电机过载指示;Y23：Y向电机过载指示;Y24Y27：4位设定值BCD数字选通控制;Y30Y37：4位数码管显示控制。三、程序设计控制程序主要包括点动调整、粗加工、精加工和设定值处理与显示程序，采用步进功能指令设计。在这些程序中也包括停顿、保护和故障处理的环节。加工开场前，应根据工料的自然尺寸确定Y、X、Z的到位开关;点动调整刀具和矿车到初始原align=center图2仿形原理示意图/al

6、ignalign=center图3粗加工程序流程图/align位位置;根据工料材质设定好-Y下降和X分片进刀量;选择加工方式即粗加工或者粗精连续加工或者精加工方式。下面分析主要程序的控制原理。1、粗加工控制程序流程粗加工原理是将工料仿形截面的上局部割成一片片，由于工料是脆性材料，当分片间隔足够小，已分割完的片实际是不存在的。如图2所示。粗加工的PLC控制流程如图3所示。2、精加工程序精加工程序X分片间隔程序设定为粗加工的1/2，加工经过没有-Y下降进给，采用一直下降至光电开动作后，再Y上升至光电开关不动作这也是补偿控制原理，然后进展Z或者-Z运动，流程略。3、关于再起动问题与初始化为减少加工经

7、过中出现的可防止废品，除了急停外，对电网停电、故障保护、暂停等引起的加工经过中断，对每一步进状态，将自动控制流程所用的状态器SnSm送入悼电保护的数据存放器中;此外，对于进刀量，采用积算原理和减计数的方法设计。这样，用户可在停机处理后按再起动X35继续加工。在初始化程序化程序中，必须根据不同的开机情况对相关的状态器和数字存放器赋初值。本文所分析的仿形加工PLC控制方案，已在石材加工得到较好的应用。在实际系统运行一段时间后发现由于丝杆隙动量的问题，-Y向下降到光电开关处往往会出现过冲现象，因此在精加工程序中参加补偿方法，能较好地解决这一问题。当然利用计算机集成制造技术或者PLC的运动控制中的示教功能也能实现仿形加工2，但对简易仿形和脆性材料加工，本系统具有较高的性价比，值得推广应用。1、王兆义编著，小型可编程控制器实用技术，机械工业出版社，2000，52、邓昌其，PLC在数控仿形加工中心的应用，自动化与仪器仪表，2001，4：P2527