永宏P(guān)LC在全自動鏜孔機(jī)床設(shè)備的應(yīng)用

1 引言

全自動鏜孔機(jī)床設(shè)備采用步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)驅(qū)動器、伺服電機(jī)、伺服驅(qū)動器、限位傳感器、氣缸系統(tǒng)和振動盤來實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品原件的上料，鏜孔加工，產(chǎn)品下料以及鐵削吹除的加工，采用報警來控制對設(shè)備上的工作情況進(jìn)行提示報警，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備生產(chǎn)過程的更好監(jiān)控。該設(shè)備是客戶針對自己的產(chǎn)品開發(fā)出來的針對性設(shè)備。該設(shè)備具有工作效率高、操作簡單易學(xué)、全自動化的加工流程更加便于操作、可以實(shí)現(xiàn)一人多機(jī)操作的優(yōu)點(diǎn)。特別適合用于產(chǎn)能大，質(zhì)量要求高的企業(yè)。減少人工成本，提高了產(chǎn)能效益。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

全自動鏜孔車床外觀參見圖2-1所示。

圖2-1 全自動鏜孔車床

2.1 方案背景

全自動鏜孔車床設(shè)備目前市場上使用的控制系統(tǒng)方案PLC+HMI；其中PLC使用最多的品牌是三菱、匯川、臺達(dá)、豐偉和歐姆龍；HMI使用最多的品牌是威綸通、昆侖通態(tài)和臺達(dá)。由于永宏經(jīng)濟(jì)型PLC和HMI的性價比相對于其他品牌較高，所以永宏經(jīng)濟(jì)型PLC和HMI在全自動鏜孔車床設(shè)備的應(yīng)用前景很好。全自動鏜孔車床設(shè)備系統(tǒng)方案如表2-1所示。

表2-1 全自動鏜孔車床設(shè)備系統(tǒng)方案

2.2 客戶需求

根據(jù)客戶要求，全自動鏜孔車床設(shè)備的整體動作穩(wěn)定可靠，響應(yīng)速度快，設(shè)備可控性強(qiáng)能夠根據(jù)不同的產(chǎn)品設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，使設(shè)備操作間單容易上手。設(shè)備要注重安全，防止出現(xiàn)意外事故。全自動鏜孔車床設(shè)備具體功能要求如表2-2所示。

表2-2 全自動鏜孔車床設(shè)備具體功能要求

2.3 解決方案

全自動鏜孔機(jī)床設(shè)備采用步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)驅(qū)動器、伺服電機(jī)、伺服驅(qū)動器、限位傳感器、氣缸系統(tǒng)和振動盤來實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品原件的上料，鏜孔加工，產(chǎn)品下料以及鐵削吹除的加工，采用報警來控制對設(shè)備上的工作情況進(jìn)行提示報警，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備生產(chǎn)過程的更好監(jiān)控。該方案主要包括系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)；其中系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)包括硬件（產(chǎn)品）配置、機(jī)械結(jié)構(gòu)和電氣控制等三部分，系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括流程控制、I/O配置和程序設(shè)計(jì)等三部分；全自動鏜孔機(jī)床設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)如表2-3所示；全自動鏜孔機(jī)床電控柜參見2-2所示。

表2-3 全自動鏜孔車床設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)             圖2-2全自動鏜孔車床電控柜

基于上述各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，全自動鏜孔機(jī)床設(shè)備系統(tǒng)方案架構(gòu)如圖2-5所示。本方案控制系統(tǒng)采用永宏經(jīng)濟(jì)型FBS系列MA系列控制器，主要控制整體設(shè)備的動作流程；振動盤把工件震動到上料槽，分料盤伺服電機(jī)按照設(shè)定參數(shù)動作，推料氣缸把到位產(chǎn)品推入分料盤，上料氣缸把分度盤模具移動到位，通過頂料氣缸把產(chǎn)品頂入夾具中，夾具氣缸把產(chǎn)品進(jìn)行夾緊，旋轉(zhuǎn)頭伺服高速運(yùn)行，進(jìn)刀步進(jìn)電機(jī)根據(jù)觸摸屏設(shè)置的參數(shù)進(jìn)行動作，完成加工后把產(chǎn)品下料，最后吹氣把鐵削吹除，設(shè)備重新進(jìn)行循環(huán)。上位機(jī)采用永宏HU 系列HMI操作界面，提供自動操作、手動調(diào)試、監(jiān)視界面和參數(shù)設(shè)置等界面，用戶可根據(jù)自身需求進(jìn)行各項(xiàng)操作和參數(shù)設(shè)置。

                       圖2-5 全自動鏜孔車床設(shè)備系統(tǒng)方案架構(gòu)圖

3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

3.1 硬件配置

全自動鏜孔機(jī)床設(shè)備的系統(tǒng)硬件由永宏FBS-40MAT2-AC PLC控制器、永宏FBS-8YT 模塊、永宏HU HMI、歐姆龍限位傳感器 、雷賽步進(jìn)電機(jī)、雷賽步進(jìn)驅(qū)動器、安川伺服電機(jī)、安川伺服驅(qū)動器、亞德客氣缸及其外圍輸入輸出線路（包括按鈕、指示燈和蜂鳴器等）組成。全自動鏜孔機(jī)床設(shè)備系統(tǒng)硬件清單如表3-1所示；全自動鏜孔機(jī)床設(shè)備系統(tǒng)硬件配置如圖3-2所示。

表3-1 全自動鏜孔車床設(shè)備硬件明細(xì)表  圖3-2 全自動鏜孔車床設(shè)備硬件配置圖

3.2 電氣控制

本方案控制系統(tǒng)采用永宏經(jīng)濟(jì)型FBS系列PLC控制器，主要控制整體設(shè)備的動作流程；振動盤機(jī)構(gòu)，把產(chǎn)品按照順序依次震動入槽；定位機(jī)構(gòu)，把分度轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)進(jìn)行定位，防止出現(xiàn)位置偏移；推料機(jī)構(gòu)，把到位產(chǎn)品推入分度轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)；分度轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)，通過旋轉(zhuǎn)固定角度一次對產(chǎn)品進(jìn)行入料排位。送料機(jī)構(gòu)，把分度轉(zhuǎn)盤通過氣缸推出到位；頂料氣缸，把產(chǎn)品推入旋轉(zhuǎn)機(jī)頭；鎖緊機(jī)構(gòu)，對產(chǎn)品進(jìn)行壓緊防止產(chǎn)品位移；進(jìn)刀機(jī)構(gòu)，按照設(shè)定參數(shù)刀頭進(jìn)行動作，完成對產(chǎn)品的加工。

4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

4.1 工藝流程

全自動鏜孔機(jī)床設(shè)備的工藝流程主要包括9部分：1、振動盤機(jī)構(gòu)：把產(chǎn)品按照順序依次震動入槽；2、定位機(jī)構(gòu)：把分度轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)進(jìn)行定位，防止出現(xiàn)位置偏移；3、推料機(jī)構(gòu)：把到位產(chǎn)品推入分度轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)；4、分度轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)：通過旋轉(zhuǎn)固定角度一次對產(chǎn)品進(jìn)行入料排位；5、送料機(jī)構(gòu)；把分度轉(zhuǎn)盤通過氣缸推出到位；6、頂料機(jī)構(gòu)：把產(chǎn)品推入旋轉(zhuǎn)機(jī)頭；7、鎖緊機(jī)構(gòu)：對產(chǎn)品進(jìn)行壓緊防止產(chǎn)品位移；8、旋轉(zhuǎn)機(jī)頭機(jī)構(gòu)：旋轉(zhuǎn)機(jī)頭高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)行；9、進(jìn)刀機(jī)構(gòu)：按照設(shè)定參數(shù)刀頭進(jìn)行動作，完成對產(chǎn)品的加工。這9個部分的動作為一個動作周期；可以根據(jù)觸摸屏上設(shè)置的參數(shù)來控制設(shè)備運(yùn)行的速度，加工的速度，可監(jiān)控傳感器信號的合格不合格等來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品自動化流水線的生產(chǎn)。

4.2 控制流程

全自動鏜孔車床設(shè)備流程如圖4-2所示。

圖4-2 全自動鏜孔車床設(shè)備控制流程圖

5 結(jié)束語

通過現(xiàn)場調(diào)試，全自動鏜孔車床設(shè)備的應(yīng)用大大提高了產(chǎn)品的加工工藝，提高了穩(wěn)定性，使工作過程更加流暢，減少了人力資源可以實(shí)現(xiàn)一人多機(jī)同時工作，提高了安全性能，減少了意外事故發(fā)生的可能性，從而高性價比的永宏PLC在全自動鏜孔車床設(shè)備上得到了很好的應(yīng)用。