東芝TC-Mini/PLC在鋸片磨齒機上的應用案例
1、 引言
自動鋸片磨齒機在鋸片行業中應用十分普遍,是鋸片生產制造關鍵性的環節;直接影響著鋸齒的精度和產品品質的優良。該設備是集自動送料和磨削的鋸片磨齒設備,專用于鋸片生產過程中的鋸齒操作。
2、 背景介紹
中國鋸業在近十年快速走向世界已經是無可爭議的事實,決定因素有:中國有廉價的勞動力及廉價的商品市場;中國電動工具近十年來飛速發展;中國改革開放三十多年來,各個行業發展已經走在了世界前列。
3、 客戶要求
自動磨齒機具有以下要求:系統應包括手動、自動兩套完全獨立的控制程序;采用文本輸入工藝參數,顯示設備的流程狀態;自動工藝可在文本中隨意設置,不固定動作流程;XY兩周定位精準,定位速度快。
4、 系統設計示意
磨齒機主要用于鋸片的刃磨;主要包括步進系統、氣動系統和電氣等幾部分,如上圖所示。本方案控制系統采用臺達觸摸屏,東芝PLC控制器作為核心元件,控制整個設備的動作流程。步進系統采用雷塞步進驅動器,控制XY軸定點定位。氣動系統采用SMC氣缸,主要控制鋸片的夾緊。
5、 機械結構
磨齒機的機械結構主要分為送料機構、磨削機構兩部分。送料機構主要功能是將鋸片送至磨削位置,磨削機構主要是將鋸齒磨削。
6、 控制流程
磨齒機采用東芝PLC作為核心控制單元,實施對步進和氣動元件等執行單元的控制。控制流程主要分為物料夾緊、送料控制和磨削控制三部分;物料夾緊主要控制氣缸在送料時松開,磨削時夾緊,送料控制流程主要控制Y軸定點定位每個齒的位置,磨削控制主要控制X軸定點定位磨削長度。送料控制流程和磨削控制流程不是相互獨立的,而是相互關聯的。送料控制流程中的完成信號是觸發磨削控制流程中控制的條件,磨削控制流程中的完成信號又是觸發送料控制流程中的控制條件。具體流程圖參考如下。
7、 端口配置
根據磨齒機控制流程,對PLC的輸入輸出配置如下表格。
PLC輸入配置 | PLC輸出配置 | ||
X0 | 自動啟動 | Y0 | 進刀脈沖信號 |
X1 | 停止 | Y1 | 進刀方向 |
X2 | 電機啟動 | Y2 | 送料脈沖信號 |
X3 | 緊急停止 | Y3 | 送料方向 |
程序編寫環境簡單易懂,如下所示部分示例。
1、 現場調試
現場調試,結合PLC控制的磨齒機,可以在觸摸屏上寫入指定參數即可實現動作流程,實現多個工藝參數的設置調整方案,大大簡化了機器的操作界面設計,降低了硬件成本,同時滿足了不同材料的多產品和多工藝的適應性需求,比早期的磨齒機提高了3倍多工作效率,產品質量和穩定性也得到了保證。
2、 參考文獻
[1] 韓保軍等.傳感器原理及應用技術.西安:西安電子科技大學出版社.2003
[2] 王俊峰等.現代傳感器應用技術.北京:機械工業出版社.2006
[3] 張洪潤等.傳感器技術與應用教程.北京:清華大學出版社.2005
[4] 任振輝等.電氣控制技術.北京:中國水利水電出版社. 2002
[5] TC-Mini使用說明書
[6] 臺達觸摸屏使用說明書

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