PLC在型材辊压生产线飞剪控制系统中的应用输送车

PLC在型材辊压生产线飞剪控制系统中的应用

PLC在型材辊压生产线飞剪控制系统中的应用 2011年12月09日 来源： 型材辊压生产线是生产汽车门、窗等型材的关键设备，其剪切系统自动化程度及定尺精度的高低将直接影响企业生产效率及产品质量。型材剪切一般有定尺停剪和飞剪两种。定尺停剪控制简单，定尺精度高，但生产效率低，特别是对于有缝焊机的辊压线，频繁起停将会影响焊机焊极的使用寿命；飞剪控制比较复杂，方法也较多，相对简单的一种就是由型材本身带动剪切工作台实现飞剪的方法[1～2>。这种剪切方法只适用于刚性较大的型材，而对于截面积较小的型材必须加牵引机，控制复杂。针对上述不足，我们设计了一种采用直流伺服机驱动、PLC控制剪切工作台实现连续不停机剪切的飞剪控制系统。应用结果表明，该系统运行可靠，同步精度较高，定尺误差较小，适用于剪切各种规格的型材，不仅提高了企业生产效率及产品质量，而且具有广泛的推广应用价值。1　采用伺服机的型材辊压生产线飞剪控制系统的组成　　型材飞剪系统是一种连续剪切型材的加工机械，相对于定尺停剪系统，可提高生产效率。采用伺服机的型材辊压生产线飞剪控制系统原理如图1所示。

图中，S1、S2、S3为接近开关，S4、S5、S6为滚轮式行程开关，负责工作台的终端停车及超程保护。伺服机通过丝杠拖动工作台运动，由液压缸带动刀具完成冲切任务，其运行过程如下：　　(1)型材以恒速向前移动，由测长轮测定型材长度，当到达预定值时，起动伺服机，工作台开始移动。　　(2)当工作台与型材的移动速度达到同步时，液压缸动作，刀具开始冲切，接近开关S2检测到冲切到位信号时，刀具抬起。　　(3)工作台继续移动，当刀具回到初始位置时，接近开关S1有信号输出，伺服机反转，工作台高速返回。　　(4)到接近开关S3位置时，工作台停止，根据切割的根数，决定是继续运行还是停车。2　飞剪伺服同步控制系统的组成与参数计算　　伺服同步控制系统由直流伺服驱动器、伺服同步控制器、PLC及测长轮等组成，其控制系统结构框图如图2所示。

测长轮光电编码器输出的脉冲信号分两路，一路送给PLC的高速计数口，做测长用；另一路先经光电隔离及F/V环节将频率信号转换成电压信号，再经放大器放大后，作为伺服驱动器的速度给定信号。连续剪切时，必须保证工作台的移动速度与型材线速度严格同步，在F/V变换器与伺服驱动器参数确定的情况下，放大器放大倍数的确定将是实现伺服同步的关键。已知系统参数如下：　　F/V环节输入输出特性：Kf=(0～25kHz)/(0～5V)；　　伺服驱动系统：最大给定电压

额定转速ne=1500r/min，转速反馈系数α=

/ne=1/300(V．min．r－1)；　　测长轮直径：DL=110mm=0.110m；　　光电编码器每转脉冲数：N=5000；　　型材最大移动速度：Vm=15m/min=0.25m/s；　　丝杠节距：T=10mm=0.01m。　　当型材以线速度VL(单位为m/s)向前移动时，测长轮光电编码器输出脉冲的频率为

经F/V及放大环节加到伺服驱动器输入端的速度给定电压为

式中KP为伺服同步控制器放大环节放大倍数。对应的工作台移动速度为

式中　　n为直流伺服电机转速。　　由Vg=VL，解得

将已知参数代入，即可求得放大器放大倍数KP=6.908。为了保证同步精度，放大器中调节放大倍数的电位器RP1选用多圈精密电位器，放大器选用LF356，光电隔离选用TLP5212。　　伺服驱动器的速度给定除同步给定信号U*nl外，还设有工作台高速返回、工作台前向点动和后向点动3个给定电位器。设置点动功能的目的是当需要定尺停剪时，可使工作台处于有效行程内的任意位置。4种给定信号通过PLC的Y117(伺服机速度同步给定)、Y116(工作台高速返回)、Y120(工作台前向点动)和Y121(工作台后向点动)进行控制。3　PLC控制系统的组成及软件设计　　型材辊压飞剪系统采用日本富士NB1系列可编程序控制器控制，可实现定尺停剪、飞剪及剪切长度、剪切根数的自动控制

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