臺(tái)達(dá)PLC和HMI在油壓車床上的應(yīng)用
摘 要：本文概述了基于臺(tái)達(dá)機(jī)電一體化自動(dòng)化平臺(tái)的油壓專用車床的系統(tǒng)構(gòu)成及電氣控制。給出詳盡的操作界面設(shè)計(jì)和該機(jī)種用于五種不同規(guī)格產(chǎn)品的加工的工藝流程描述蛋昙。其中加工工藝流程描述對(duì)于小型或儀表專用車床開發(fā)具有參考價(jià)值宵绒。
1 引言
PLC控制油壓車床是表殼等小五金加工開發(fā)的機(jī)電一體化集成設(shè)計(jì)專用項(xiàng)目〔自矗基于臺(tái)達(dá)機(jī)電自動(dòng)化平臺(tái)的油壓車床以其高剛性浴恐、高精度、高品質(zhì)波财、高效率总枢、高壽命、性能穩(wěn)定退疫、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單渠缕，操作方便鸽素，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)廣泛用于表殼加工行業(yè)。項(xiàng)目亦可用于小型軸亦鳞、套類加工馍忽。該機(jī)床采用了性能穩(wěn)定的臺(tái)達(dá)ES系列PLC和DOP－A57CSTD彩色人機(jī)界面做為控制中心，使設(shè)備操作簡(jiǎn)單燕差、直觀遭笋，人機(jī)界面人性化的控制程序輸入方式設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)換程序簡(jiǎn)單快捷徒探，使操作者發(fā)揮自如瓦呼。自動(dòng)化程度高，大量生產(chǎn)節(jié)省人力测暗、物力央串，能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)的高效化、優(yōu)質(zhì)化碗啄。自動(dòng)化油壓車床外形如圖1所示质和。
車床加工平臺(tái)圖
圖1 自動(dòng)化油壓車床外形
2 系統(tǒng)構(gòu)成及工藝參數(shù)
自動(dòng)化油壓車床主軸軸承采用進(jìn)口P4級(jí)主軸專用軸承，主軸自動(dòng)油潤(rùn)滑隅贫，保證機(jī)床高精度挥疲、壽命更長(zhǎng)。主軸電機(jī)選用雙速帶高性能剎車系統(tǒng)雳誉。程控液壓推動(dòng)多刀刀架保證加工尺寸準(zhǔn)確、穩(wěn)定斯智。 刀具中心高度可調(diào)節(jié)各祠，操作方便，效率更高附舌。 精心設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)渺纯，使機(jī)床空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，液壓卸荷蛉差，節(jié)約電力正蹋，降低液壓系統(tǒng)溫度上升，延長(zhǎng)油泵壽命壕哩；并安裝溫度钧宠、壓力補(bǔ)償裝置，重復(fù)加工時(shí)非常穩(wěn)定躯殷、可靠市砍。電控箱驶臊、液壓箱、冷卻液箱均置于機(jī)箱內(nèi)洞拨，減少占地面積扯罐，使機(jī)床外觀整體化。車床技術(shù)參數(shù)如下表1所示烦衣。
表1 車床技術(shù)參數(shù)
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油壓車床主要技術(shù)參數(shù) | |
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型號(hào) |
CM-818B |
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最大加工直徑(mm) |
Ф80 |
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最大加工長(zhǎng)度(mm) |
60 |
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主軸轉(zhuǎn)速范圍(r/min) |
600-2800 |
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主電機(jī)功率(kw)(雙速) |
1.5 |
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刀架橫(X)向最大行程(mm) |
100 |
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刀架縱(Y)向最大行程(mm) |
110 |
|
氣動(dòng)工作壓力(Mpa) |
0.4-0.6 |
|
液壓最大工作壓力(Mpa) |
3.5 |
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機(jī)床外形(長(zhǎng)*寬*高)(mm) |
980*680*1390 |
|
機(jī)床凈重(kg) |
550 |
3 油壓車床操作界面設(shè)計(jì)
基于臺(tái)達(dá)機(jī)電自動(dòng)化平臺(tái)的油壓車床操作界面是本項(xiàng)目區(qū)別于傳統(tǒng)油壓車床最明顯的標(biāo)志歹河，為小型機(jī)床運(yùn)行帶來人性化的透明操作功能。
開機(jī)后花吟，在人機(jī)界面初始界面圖2上點(diǎn)擊進(jìn)入主菜單畫面圖3秸歧，根據(jù)工藝需要按加工工藝選擇手動(dòng)單步圖4或全自動(dòng)圖5等進(jìn)入不同的加工方式，選擇手動(dòng)單步情況下總共列有五種工藝程序流程示辈，在選擇下一個(gè)加工工藝時(shí)寥茫，前一工藝過程自動(dòng)運(yùn)行完成后，才執(zhí)行下一流程矾麻。在單步運(yùn)行情況下纱耻，當(dāng)選擇完單步程序鎖定圖3設(shè)置后，此時(shí)程序只能運(yùn)行鎖定的當(dāng)前程序仁墅，其他四種程序不能運(yùn)行刺盏，若要運(yùn)行其他程序，請(qǐng)先解除程序鎖定功能冲倡。
泵電機(jī)具有自動(dòng)保護(hù)功能锡迅，機(jī)器在30分鐘內(nèi)無任何動(dòng)作，泵電機(jī)將停止工作蒸橡，若要繼續(xù)使用請(qǐng)先啟動(dòng)泵单葡。主軸的高低速選擇在全自動(dòng)人機(jī)界面圖5上操作完成。除手動(dòng)外每玛，其他程序的運(yùn)行都是以外部啟動(dòng)按鈕為給定信號(hào)的雳梧。當(dāng)設(shè)備運(yùn)行過程中，將主菜單人機(jī)界面如圖2畫面上點(diǎn)擊運(yùn)行監(jiān)控畫面觸摸按鈕芦赔，將畫面切換到運(yùn)行監(jiān)控畫面圖6進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)控托逝。
圖2初始界面
圖3 主菜單畫面
圖4手動(dòng)單步加工畫面
圖5全自動(dòng)加工畫面
圖6 運(yùn)行監(jiān)控畫面
4 自動(dòng)化加工系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.1 ES系列PLC的I/O接口
（1）行程開關(guān)（開關(guān)量輸入）定義：SL1—X11下托板前進(jìn)到位桥膝；SL2—X12下托板慢進(jìn)萤皂；SL3—X13下托板回位；SL4—X14上托板前進(jìn)到位匣椰；SL5—X15上托板慢進(jìn)裆熙；SL6—X16上托板回位。
∏菪Α（2）閥件（開關(guān)量輸出）定義：YV1—Y14下托板前進(jìn)閥弛车；YV2—Y15下托板慢進(jìn)閥；YV3—Y16上托板前進(jìn)閥蒲每；YV4—Y17上托板慢進(jìn)閥纷跛。
4.2 工藝流程設(shè)計(jì)
該機(jī)種具有五種單步固定工藝流程喻括，用于五種不同規(guī)格產(chǎn)品的加工。
圖7 托板延時(shí)設(shè)置畫面
∑兜臁（1）單步工藝流程1描述：開車啟動(dòng)唬血，恢復(fù)原點(diǎn)，閥YV1得電唤崭，下托板前進(jìn)碰到下托板慢進(jìn)限位SL2后開始慢進(jìn)進(jìn)行拷恨，下托板慢進(jìn)碰到前進(jìn)到位限位SL1后執(zhí)行下托板延時(shí)（圖7）的設(shè)定值，時(shí)間到后YV1谢肾，YV2斷電漩叶，下托板回原位。
》矣（2）單步工藝流程2描述：開車啟動(dòng)狞朦，恢復(fù)原點(diǎn)，閥YV1得電眷幢，下托板前進(jìn)碰到下托板慢進(jìn)限位SL2后閥YV2得電下托板開始慢進(jìn)澎矗，下托板慢進(jìn)碰到前進(jìn)到位限位SL1后執(zhí)行下托板延時(shí)（圖六）的設(shè)定值，時(shí)間到后閥YV1,YV2斷電下托板回退酒舶，碰到回退到位限位SL3信號(hào)后上托板前進(jìn)閥YV3得電上托板前進(jìn)标晤，上托板前進(jìn)碰到上托板前進(jìn)到位SL4限位后，下托板前進(jìn)閥YV1再次得電宇赁，下托板前進(jìn)碰到下托板慢進(jìn)限位SL2后閥YV2得電下托板開始慢進(jìn)蕴轩，下托板慢進(jìn)碰到前進(jìn)到位限位SL1后執(zhí)行下托板延時(shí)（圖7）的設(shè)定值，時(shí)間到后閥YV1,YV2斷電下托板回退凳嘁，碰到回退到位限位SL3信號(hào)后上托板前進(jìn)閥YV3斷電风居，上托板回位。
「忍丁（3）單步工藝流程3描述：開車啟動(dòng)，恢復(fù)原點(diǎn)少欺，閥YV1得電喳瓣，下托板前進(jìn)碰到下托板慢進(jìn)限位SL2后閥YV2得電下托板開始慢進(jìn)，下托板慢進(jìn)碰到前進(jìn)到位限位SL1后閥上托板前進(jìn)閥YV3得電上托板前進(jìn)赞别，上托板前進(jìn)碰到上托板慢進(jìn)SL5限位后畏陕，上托板慢進(jìn)閥YV4得電，上托板慢前進(jìn)碰到前進(jìn)到位限位SL4后閥YV1,YV2斷電下托板回退仿滔，碰到回退到位限位SL3信號(hào)后上托板前進(jìn)閥YV3惠毁，YV4斷電，上托板回位崎页。
【洗隆（4）單步工藝流程4描述：開車啟動(dòng)腰埂，恢復(fù)原點(diǎn)，閥YV1得電蜈膨，下托板前進(jìn)碰到下托板慢進(jìn)限位SL2后閥YV2得電下托板開始慢進(jìn)屿笼，下托板慢進(jìn)碰到前進(jìn)到位限位SL1后閥上托板前進(jìn)閥YV3得電上托板前進(jìn)，上托板前進(jìn)碰到上托板慢進(jìn)SL5限位后强剥，上托板慢進(jìn)閥YV4得電担擦，上托板慢前進(jìn)碰到前進(jìn)到位限位SL4后執(zhí)行上托板延時(shí) （圖7）的設(shè)定值拟晋，時(shí)間到后閥YV3,YV4斷電上托板回退雕残，上托板回退碰到回退到位限位SL6信號(hào)后下托板前進(jìn)閥YV1，YV2斷電蛇狐，下托板回位榛湖。
（5）單步工藝流程5描述：開車啟動(dòng)芥吧，恢復(fù)原點(diǎn)疤嘴，閥YV1得電，下托板前進(jìn)碰到下托板慢進(jìn)限位SL2后閥YV2得電下托板開始慢進(jìn)漾衅，下托板慢進(jìn)碰到前進(jìn)到位限位SL1后閥上托板前進(jìn)閥YV3得電上托板前進(jìn)住卿，上托板前進(jìn)碰到上托板慢進(jìn)SL5限位后，上托板慢進(jìn)閥YV4得電楞便，上托板慢前進(jìn)碰到前進(jìn)到位限位SL4后執(zhí)行上托板延時(shí)（圖7）的設(shè)定值矫迹，時(shí)間到后閥YV3,YV4斷電上托板回退，下托板前進(jìn)閥YV1呈野，YV2保持前進(jìn)位不動(dòng)低矮。
（6）全自動(dòng)工藝流程：開車啟動(dòng)被冒，恢復(fù)原點(diǎn)军掂，閥YV1得電，下托板前進(jìn)碰到下托板慢進(jìn)限位SL2后閥YV2得電下托板開始慢進(jìn)昨悼，下托板慢進(jìn)碰到前進(jìn)到位限位SL1后執(zhí)行下托板延時(shí)（圖六）的設(shè)定值蝗锥，時(shí)間到后閥YV1,YV2斷電下托板回退，碰到回退到位限位SL3信號(hào)后上托板前進(jìn)閥YV3得電上托板前進(jìn)率触，上托板前進(jìn)碰到上托板慢進(jìn)SL5限位后终议，上托板慢進(jìn)閥YV4得電，上托板慢前進(jìn)碰到前進(jìn)到位限位SL4后執(zhí)行上托板延時(shí)（圖7）的設(shè)定值葱蝗，時(shí)間到后閥YV3,YV4斷電上托板回退穴张，上托板回退碰到回退到位限位SL6信號(hào)后下托板前進(jìn)閥YV1再次得電進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。
4.3 設(shè)備系統(tǒng)保護(hù)
在人機(jī)界面內(nèi)通過宏指令讀出系統(tǒng)設(shè)定時(shí)間，分別賦值給不同的數(shù)據(jù)寄存器皂甘，如圖8所示玻驻，運(yùn)行過程中通過自定義輸入時(shí)間年月日和系統(tǒng)本身時(shí)間進(jìn)行監(jiān)控比較，程序判斷當(dāng)系統(tǒng)時(shí)間超過設(shè)定時(shí)間時(shí)励砸，系統(tǒng)自動(dòng)停止運(yùn)行狱诊，如圖9所示。
圖8系統(tǒng)設(shè)定時(shí)間賦值
圖9自定義運(yùn)行時(shí)間
5 結(jié)束語
本項(xiàng)目已經(jīng)通過設(shè)備調(diào)試招蓝，各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)件策。臺(tái)達(dá)PLC,人機(jī)界面在表殼等小五金加工油壓車床設(shè)備當(dāng)中的成功應(yīng)用，得到客戶的好評(píng)翅拜。
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