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　　摘要  智能全自動液壓龍門下料機(jī)電氣控制系統(tǒng)采用LM系列專用高速運(yùn)動控制模塊LM3106A做控制器，利用模塊自帶的2點(diǎn)高速PTO輸出，驅(qū)動縱向和橫向兩個步進(jìn)電機(jī)工作，輔以觸摸屏進(jìn)行設(shè)備控制和數(shù)據(jù)顯示。該控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)下料位置的精確定位，保證設(shè)備正常運(yùn)行并達(dá)到良好的控制效果。

　　關(guān)鍵詞  液壓龍門下料機(jī)；高速運(yùn)動控制；PLC控制系統(tǒng)；觸摸屏

　　1 智能全自動液壓龍門下料機(jī)簡介

　　智能全自動液壓龍門下料機(jī)，適用于制鞋業(yè)、紡織品、皮革、橡膠、塑料、紙業(yè)、醫(yī)藥、體育用品、砂輪網(wǎng)片等沖壓下料作業(yè)。本機(jī)是計(jì)算機(jī)控制、液壓、氣動、機(jī)械傳動為一體的全自動機(jī)床。下料機(jī)沖裁程序，包括橫向、縱向、上下往復(fù)、自動進(jìn)料、刀模自動旋轉(zhuǎn)等子程序，全部嵌入計(jì)算機(jī)中作為控制核心。人機(jī)界面使用全中文液晶顯示，操作簡便。整機(jī)實(shí)現(xiàn)智能化，減輕操作工的勞動強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，既安全又方便。在同類產(chǎn)品中，具有新穎性。

　　2 設(shè)備結(jié)構(gòu)

　　智能全自動液壓龍門下料機(jī)設(shè)備外形見圖1，其結(jié)構(gòu)由整體底座、沖頭、橫向傳動定位、縱向傳動送料、油泵、氣缸和電氣控制系統(tǒng)等組成。

圖1 設(shè)備外形圖

　　沖頭部分作豎直和橫向運(yùn)動，完成沖裁動作。豎直方向受油泵和氣缸控制做上下往復(fù)動作，往復(fù)一次完成一次沖裁。水平橫向由步進(jìn)電機(jī)帶動蝸輪中螺母旋轉(zhuǎn)，使絲桿及與之相連接的水平移動軸向左或向右作水平移動，做沖裁定位。步進(jìn)電機(jī)可保證定位準(zhǔn)確。水平縱向傳動送料由步進(jìn)經(jīng)減速器減速后，經(jīng)輸出軸皮帶傳動至送料齒輪完成送料部分的前移和后移動作，步進(jìn)電機(jī)可保證送料長度的精確控制。

　　3 全自動下料工作原理

　　智能全自動液壓龍門下料機(jī)可進(jìn)行錯位不減刀和錯位減刀兩種復(fù)雜生產(chǎn)工藝的運(yùn)動控制，完成連續(xù)沖壓下料。錯位沖裁工藝可節(jié)省原料，降低成本。

圖2 錯位不減刀 



圖3 錯位減刀

　　圖2為錯位不減刀的加工工藝圖，一個往復(fù)沖料過程中橫向左移和右移沖裁刀數(shù)相同。圖3為錯位減刀的加工工藝圖，一個往復(fù)沖料過程中，向右沖裁過程比向左沖裁過程少一個沖裁動作。沖裁過程的初始定位距離、橫向錯位距離、相鄰刀之間的橫向距離以及縱向送料距離都可以設(shè)定。錯位不減刀和錯位減刀工藝的工作過程基本相同，程序流程見圖4（錯位不減刀）和圖5（錯位減刀）。

圖4 錯位不減刀



圖5 錯位減刀

　　4 控制系統(tǒng)介紹

圖6 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　智能全自動液壓龍門下料機(jī)控制系統(tǒng)由控制部分、驅(qū)動部分和監(jiān)控部分組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖見圖6。

　　4.1 控制部分

　　本系統(tǒng)采用LM系列專用高速運(yùn)動控制模塊LM3106A控制。LM3106A是專為實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)動控制而設(shè)計(jì)的模塊，主要用于步進(jìn)或伺服電機(jī)的定位控制。

　　LM3106A本體集成14通道24VDC輸入，10通道晶體管輸出，其輸出有2個公共端，輸出通道采用5-24VDC電源供電，具有兩路高速輸出，可做PWM(100KHz)或PTO(50KHz)使用，另外，還可以通過RS-232通訊口與觸摸屏進(jìn)行通訊。

　　表1 系統(tǒng)I/O分配表

　　4.2 驅(qū)動部分

　　智能全自動液壓龍門下料機(jī)驅(qū)動部件包括橫向步進(jìn)電機(jī)、縱向步進(jìn)電機(jī)和豎直液壓氣動裝置。

　　步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動器均采用和利時公司的產(chǎn)品，其中驅(qū)動器選擇三相混合式步進(jìn)驅(qū)動器SH-32206，16種細(xì)分運(yùn)行模式可選，最大驅(qū)動電流6A/相。下料及沖裁過程采用步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行橫向沖裁定位和縱向送料定位，保證加工定位精度，可有效地節(jié)省原料，防止錯位廢料。

　　沖頭上下往復(fù)沖裁動作由油泵和氣動裝置完成，通過PLC控制電磁閥的得失電實(shí)現(xiàn)。

　　4.3 監(jiān)控部分

　　上位監(jiān)控部份由一臺和利時觸摸屏，配以監(jiān)控軟件來完成。觸摸屏上可以進(jìn)行動作操作，運(yùn)行參數(shù)設(shè)定，工作狀態(tài)選擇以及顯示PLC的輸入輸出點(diǎn)工作狀態(tài)。圖7-圖8為觸摸屏部分監(jiān)控畫面。

圖7 主操作畫面



圖8  系統(tǒng)參數(shù)畫面

　　5 總結(jié)提高

　　此設(shè)備采用性價比極高的和利時產(chǎn)品，包括PLC控制器、驅(qū)動器及觸摸屏。提供整體解決方案，替代原來的單片機(jī)控制系統(tǒng)，減少了干擾和不穩(wěn)定因素的影響，保證設(shè)備正常運(yùn)行并達(dá)到良好的控制效果。設(shè)備對橫向定位和縱向送料精度要求較高，采用步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行橫向和縱向定位，走位準(zhǔn)確，能夠滿足復(fù)雜工藝的要求。

　　參 考 文 獻(xiàn)

　　[1] 《LM系列PLC硬件手冊》，杭州和利時自動化有限公司，2008.1

　　[2] 《LM系列PLC軟件手冊》，杭州和利時自動化有限公司，2008.1

　　[3] 《LM系列PLC指令手冊》，杭州和利時自動化有限公司，2007.5