基于PLC的帶鋸床控制系統(tǒng)設(shè)計*

孔艷艷

(閩西職業(yè)技術(shù)學院 機械工程系，福建 龍巖 364021)

1 引言

金屬帶鋸床作為金切類機床，被廣泛地使用在機械加工行業(yè)中。作為下料工序的主要設(shè)備，主要適用于切割普通碳鋼、高速工具鋼、軸承鋼、低合金鋼、不銹鋼、鋁材、銅材等各種棒材和管材。

該帶鋸床采用PLC控制，可自動控制送料長度、自動計數(shù);采用專用調(diào)速閥，使帶鋸床的工進速度、進給壓力隨切削阻力的變化而變化，保證帶鋸床達到最佳的鋸切狀態(tài)，滿足其使用要求［1］。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1 系統(tǒng)設(shè)計的主要技術(shù)指標

根據(jù)實際需求分析，該控制系統(tǒng)具有以下特點。

(1)系統(tǒng)操作靈活 整個系統(tǒng)要求能夠?qū)崿F(xiàn)人機“對話”，即可以通過系統(tǒng)的中文界面和實時的圖形狀態(tài)顯示，了解系統(tǒng)的工作狀態(tài)如速度、位置和報警信息等，并能實時修改系統(tǒng)預先設(shè)置的參數(shù)。

(2)鋸架工進速度動態(tài)調(diào)整 在鋸切的過程中，工件的材質(zhì)或截面面積的變化直接影響鋸切精度及鋸條的使用壽命，因此，選用帶鋸床專用的調(diào)速閥，使帶鋸床的工進給速度的進行自適應調(diào)整，使帶鋸床始終處于最佳工作狀態(tài)。

(3)送料定位精度高 傳統(tǒng)的帶鋸床直線進料位移的測量使用的是標尺，誤差較大，且難以提高下料精度，因此，選用WTB5位移傳感器，提高了下料精度，便于實現(xiàn)自動送料。

2.2 系統(tǒng)主電路設(shè)計

該控制系統(tǒng)有3個電機，分別為鋸輪電機、冷卻電機和油泵電機。鋸輪電機和冷卻電機由接觸器KM1控制，油泵電機接入KM2?？刂葡到y(tǒng)的主電路圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)主電路圖

2.3 控制系統(tǒng)設(shè)計

2.3.1 可編程控制器選型

該控制采用DVP32EC型PLC作為核心控制單元。其外接線如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)控制回路

該型產(chǎn)品設(shè)計緊湊，價格低廉，指令功能強大，且有1個RS-232通信口，用以連接觸摸屏，因此在解決用戶的工業(yè)自動化問題時，具有很強的適應性［2］。

2.3.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計

控制系統(tǒng)的軟件由兩部分組成，分別為PLC控制程序和觸摸屏界面顯示程序。觸摸屏選用WQTT8048-070型觸摸屏。PLC控制程序由系統(tǒng)初始化子程序、實時參數(shù)顯示子程序、觸摸屏通信程序，異常中斷程序，工作模式轉(zhuǎn)換等組成。

初始化程序的作用在于設(shè)置觸摸屏的顯示方式，設(shè)置通信參數(shù)，系統(tǒng)復位，為后面的程序做準備。實時顯示子程序作用在于顯示切割速度、進給速度及下料長度等。通信程序作用在于實現(xiàn)觸摸屏與PLC的通信。中斷程序作用在于檢測下料長度，對PLC的輸入輸出進行數(shù)據(jù)處理，與預先設(shè)定數(shù)據(jù)比較。工作模式轉(zhuǎn)換作用在于實現(xiàn)手動和自動的靈活轉(zhuǎn)換?？刂葡到y(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 控制系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)圖

3 液壓系統(tǒng)設(shè)計

液壓系統(tǒng)主要由升降油缸、鉗口夾緊油缸、送料夾緊油缸和送料油缸組成。升降油缸主要是實現(xiàn)鋸架的快速上升和工作進給動作，在無桿腔接入的鋸床專用調(diào)速閥實現(xiàn)鋸床進給速度的自適應調(diào)整。鉗口夾緊油缸主要是實現(xiàn)在鋸切過程中工件的夾緊動作。送料夾緊油缸主要是配合送料油缸，實現(xiàn)松開與夾緊動作。送料油缸主要是配合光柵尺，實現(xiàn)送料長度的精確定位;完成送料夾緊油缸的前進、后退動作［3］。其原理如圖4所示。

圖4 液壓系統(tǒng)

4 結(jié)語

以PLC作為帶鋸床控制系統(tǒng)的核心部件，結(jié)合觸摸屏的應用，使系統(tǒng)工作可靠、噪音小、操作方便，滿足了帶鋸床控制系統(tǒng)的要求。實踐證明，該控制系統(tǒng)的設(shè)計是可行的。

［1］ 梁應選.全自動金屬帶鋸床液壓系統(tǒng)的設(shè)計［J］.液壓與氣動，2008(5):59-60.

［2］ 張偉林，牛小方，劉 慧.電氣控制與PLC綜合應用技術(shù)［M］.北京:人民郵電出版社，2009.

［3］ 路甬祥.液壓氣動技術(shù)手冊［M］.北京:機械工業(yè)出版社，2002.