謝恒輝

摘要：開卷校平橫剪設(shè)備是重要的金屬加工裝備，在汽車制造、家電設(shè)備、造船工業(yè)中都有較廣的應(yīng)用。本文主要完成開卷校平橫剪的PLC控制系統(tǒng)，分開卷、校平、剪切三部分對PLC控制梯形圖設(shè)計，在設(shè)計過程中，參考了相關(guān)文獻資料，明確了控制系統(tǒng)設(shè)計的基本流程。

關(guān)鍵詞：開卷校平橫剪；PLC；梯形圖

1 引言

開卷校平橫剪裝備是用于金屬卷材進行的開卷、校平、剪切以及碼垛等一系列工藝的數(shù)控加工生產(chǎn)線。隨著計算機技術(shù)、自動控制、以及數(shù)字技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代制造技術(shù)的重要基礎(chǔ)支撐。眾所周知，數(shù)控技術(shù)和數(shù)控設(shè)備是制造工業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，數(shù)控技術(shù)及數(shù)控設(shè)備的發(fā)展直接影響到一個國家的經(jīng)濟發(fā)展和工業(yè)生產(chǎn)自動化程度，開卷校平橫剪裝置是數(shù)控設(shè)備中的典型代表，它具有基礎(chǔ)加工設(shè)備的特性，設(shè)備工作的效率和穩(wěn)定性的好壞直接制約著企業(yè)生產(chǎn)效率的高低，為此，設(shè)計效率高、穩(wěn)定性能好、性價比合適的高端開卷校平橫剪裝置是促進企業(yè)發(fā)展、推動國家實現(xiàn)機械制造自動化進程有重要的意義，為此，現(xiàn)對開卷校平橫剪設(shè)備的控制系統(tǒng)進行設(shè)計。

2 開卷校平橫剪裝置介紹

2.1 開卷校平橫剪裝置的基本組成

開卷校平橫剪裝置的基本結(jié)構(gòu)可以分為開卷、校平、剪切[2]三部分來看，剪切主要包含圖中a上料小車、b引料壓頭、c開卷機輔助支撐架、d開卷機四部分組成；校平包含圖中e托料架、f輔助壓料棍、g校平機三部分組成；剪切主要包含圖中h緩沖池、i定尺送料及糾偏裝置、j橫剪剪板機、k運料帶、l堆料小車五部分組成。

2.2 開卷校平橫剪裝置的工藝流程

開卷校平橫剪是將金屬卷料加工成具有規(guī)定尺寸，能應(yīng)用于后續(xù)使用目的的重要基礎(chǔ)設(shè)施，要想較好的對總體的控制系統(tǒng)進行設(shè)計，首先要清楚開卷校平橫剪裝置基本的工藝動作流程，然后根據(jù)控制系統(tǒng)設(shè)計的一般規(guī)律進行設(shè)計。

通過分析開卷校平橫剪裝置的基本結(jié)構(gòu)可以知道，首先上料小車將金屬卷料運到開卷機卷軸上套好，開卷機輔助支撐架支撐好開卷機機芯，壓下引料壓頭，并且托料架伸出，卷料經(jīng)托料架，由輔助壓料棍壓至校平機內(nèi)部進行校平，校平出來的金屬板材經(jīng)由定尺送料和糾偏裝置，此時，剪板機動作切除板材不整齊的邊沿，計量長度也從此開始，然后，定尺送進停止，校平機繼續(xù)校平金屬卷料，此時，校平的金屬板料經(jīng)過緩沖橋進入到緩沖池中，當(dāng)達到一定深度，定尺送進開始送料，剪板機按照預(yù)先設(shè)定好的長度裁剪板料，裁剪好的板材經(jīng)過送料皮帶，滑落到堆料小車中。

總的來說，開卷校平橫剪裝置的動作流程主要是依靠液壓系統(tǒng)以及電機的各種拖動負載實現(xiàn)的。

3 開卷校平橫剪裝置控制軟件設(shè)計

3.1 開卷校平橫剪裝置控制軟件設(shè)計的一般原則

設(shè)計任何一個系統(tǒng)的PLC控制系統(tǒng)，如同設(shè)汁任何一種機床電氣控制系統(tǒng)一樣，其目的都是通過控制被控對象來實現(xiàn)其機械加工的生產(chǎn)工藝要求，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在設(shè)計PLC控制系統(tǒng)時，應(yīng)遵循以下基本原則：

（1）開卷校平橫剪裝置PLC控制系統(tǒng)應(yīng)能控制設(shè)備最大限度地滿足開卷校平橫剪裝置的生產(chǎn)工藝要求。設(shè)計前，應(yīng)深入生產(chǎn)現(xiàn)場進行實地考查和調(diào)查研究，搜索資料，并與開卷校平橫剪裝置的機械設(shè)計人員和實際操作人員密切配合，共同擬定開卷校平橫剪裝置的控制方案，協(xié)同解決設(shè)計中出現(xiàn)的各種問題。

（2）在滿足生產(chǎn)工藝要求的前提下，力求使PLC控制系統(tǒng)越簡單、越經(jīng)濟，操作使用及維護維修越方便越好；

（3）要充分保證PLC控制系統(tǒng)的安全和可靠性；

（4）考慮到今后開卷校平橫剪裝置加工生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展和開卷校平橫剪裝置的不斷改進，在配置PLC硬件設(shè)備時應(yīng)適當(dāng)留有一定的擴展裕量。

3.2開卷校平橫剪裝置控制的主要內(nèi)容

開卷校平橫剪裝置PLC控制系統(tǒng)是由PLC與開卷校平橫剪裝置的輸入、輸出設(shè)備連接而成的。因此，開卷校平橫剪裝置的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容應(yīng)包括以下主要內(nèi)容：

（1）選擇開卷校平橫剪裝置輸入設(shè)備（按鈕、操作開關(guān)、限位開關(guān)、傳感器等）、輸出設(shè)備（繼電器、接觸器、信號燈等執(zhí)行元件）以及由輸出設(shè)備驅(qū)動的控制對象（電動機、電磁閥等）。這些設(shè)備屬于一般的電氣元件，由于篇幅限制，對于電氣元件的選擇本文不做詳細介紹。

（2）PLC的選擇。PLC是PLC控制系統(tǒng)的核心部件。正確選擇PLC對于保證整個控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟性能指標(biāo)將起著重要的決定性作用。選擇PLC，主要包括機型、容量的選擇以及I/O模塊、電源模塊等的選擇。目前，PLC種類繁多，應(yīng)用范圍較廣，常用的PLC主要有A-B、施耐德、歐姆龍、三菱、西門子等諸多品牌，考慮到較好的帶載能力、較強的抗干擾能力、良好的性價比，故選擇三菱FX2N系列的PLC，其性能指標(biāo)如下表1所示。

（3）分配I/O點，繪制PLC的實際接線圖。

（4）控制程序設(shè)計，包括控制系統(tǒng)流程圖、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖、梯形圖、語句表（即指令字程序清單）等的設(shè)計?？刂瞥绦蚴强刂普麄€開卷校平橫剪裝置工作的軟件，是保證開卷校平橫剪裝置工作正常、安全、可靠的關(guān)鍵。因此，設(shè)計的開卷校平橫剪裝置的控制程序必須經(jīng)過反復(fù)調(diào)試、修改，直到滿足開卷校平橫剪裝置生產(chǎn)工藝要求為止。

（5）必要時還要設(shè)計開卷校平橫剪裝置控制臺（柜）等。

4 結(jié)束語

對于開卷校平橫剪，其控制系統(tǒng)的設(shè)計首先要知道整個系統(tǒng)的工作以及動作流程，然后設(shè)計總體的流程，最后實現(xiàn)對開卷校平橫剪的總體控制。本文涉及的開卷校平橫剪裝置，設(shè)計思路滿足總體設(shè)計要求，能達到較好的經(jīng)濟效果。

參考文獻

[1]李勇，李偉光.數(shù)控設(shè)備數(shù)控技術(shù)[M].北京：國防工業(yè)出版社，2007：1.

[2]韓星海.PROFIBUS-DP在橫剪生產(chǎn)線控制系統(tǒng)上的應(yīng)用[D].濟南：山東大學(xué)，2004.