摘要  智能全自動(dòng)液壓龍門(mén)下料機電氣控制系統采用LM系列專(zhuān)用高速運動(dòng)控制模塊LM3106A做控制器，利用模塊自帶的2點(diǎn)高速PTO輸出，驅動(dòng)縱向和橫向兩個(gè)步進(jìn)電機工作，輔以觸摸屏進(jìn)行設備控制和數據顯示。該控制系統可以實(shí)現下料位置的精確定位，保證設備正常運行并達到良好的控制效果。

　　關(guān)鍵詞  液壓龍門(mén)下料機；高速運動(dòng)控制；PLC控制系統；觸摸屏

　　1 智能全自動(dòng)液壓龍門(mén)下料機簡(jiǎn)介

　　智能全自動(dòng)液壓龍門(mén)下料機，適用于制鞋業(yè)、紡織品、皮革、橡膠、塑料、紙業(yè)、醫藥、體育用品、砂輪網(wǎng)片等沖壓下料作業(yè)。本機是計算機控制、液壓、氣動(dòng)、機械傳動(dòng)為一體的全自動(dòng)機床。下料機沖裁程序，包括橫向、縱向、上下往復、自動(dòng)進(jìn)料、刀模自動(dòng)旋轉等子程序，全部嵌入計算機中作為控制核心。人機界面使用全中文液晶顯示，操作簡(jiǎn)便。整機實(shí)現智能化，減輕操作工的勞動(dòng)強度，提高生產(chǎn)效率，既安全又方便。在同類(lèi)產(chǎn)品中，具有新穎性。

　　2 設備結構

　　智能全自動(dòng)液壓龍門(mén)下料機設備外形見(jiàn)圖1，其結構由整體底座、沖頭、橫向傳動(dòng)定位、縱向傳動(dòng)送料、油泵、氣缸和電氣控制系統等組成。

圖1 設備外形圖

　　沖頭部分作豎直和橫向運動(dòng)，完成沖裁動(dòng)作。豎直方向受油泵和氣缸控制做上下往復動(dòng)作，往復一次完成一次沖裁。水平橫向由步進(jìn)電機帶動(dòng)蝸輪中螺母旋轉，使絲桿及與之相連接的水平移動(dòng)軸向左或向右作水平移動(dòng)，做沖裁定位。步進(jìn)電機可保證定位準確。水平縱向傳動(dòng)送料由步進(jìn)經(jīng)減速器減速后，經(jīng)輸出軸皮帶傳動(dòng)至送料齒輪完成送料部分的前移和后移動(dòng)作，步進(jìn)電機可保證送料長(cháng)度的精確控制。

　　3 全自動(dòng)下料工作原理

　　智能全自動(dòng)液壓龍門(mén)下料機可進(jìn)行錯位不減刀和錯位減刀兩種復雜生產(chǎn)工藝的運動(dòng)控制，完成連續沖壓下料。錯位沖裁工藝可節省原料，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(gè)往復沖料過(guò)程中橫向左移和右移沖裁刀數相同。圖3為錯位減刀的加工工藝圖，一個(gè)往復沖料過(guò)程中，向右沖裁過(guò)程比向左沖裁過(guò)程少一個(gè)沖裁動(dòng)作。沖裁過(guò)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定。錯位不減刀和錯位減刀工藝的工作過(guò)程基本相同，程序流程見(jiàn)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 控制系統介紹

圖6 控制系統結構圖

　　智能全自動(dòng)液壓龍門(mén)下料機控制系統由控制部分、驅動(dòng)部分和監控部分組成。系統結構圖見(jiàn)圖6。

　　4.1 控制部分

　　本系統采用LM系列專(zhuān)用高速運動(dòng)控制模塊LM3106A控制。LM3106A是專(zhuān)為實(shí)現高速運動(dòng)控制而設計的模塊，主要用于步進(jìn)或伺服電機的定位控制。

　　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(gè)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(guò)RS-232通訊口與觸摸屏進(jìn)行通訊。

　　表1 系統I/O分配表

　　4.2 驅動(dòng)部分

　　智能全自動(dòng)液壓龍門(mén)下料機驅動(dòng)部件包括橫向步進(jìn)電機、縱向步進(jìn)電機和豎直液壓氣動(dòng)裝置。

　　步進(jìn)電機及驅動(dòng)器均采用和利時(shí)公司的產(chǎn)品，其中驅動(dòng)器選擇三相混合式步進(jìn)驅動(dòng)器SH-32206，16種細分運行模式可選，最大驅動(dòng)電流6A/相。下料及沖裁過(guò)程采用步進(jìn)電機進(jìn)行橫向沖裁定位和縱向送料定位，保證加工定位精度，可有效地節省原料，防止錯位廢料。

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

　　4.3 監控部分

　　上位監控部份由一臺和利時(shí)觸摸屏，配以監控軟件來(lái)完成。觸摸屏上可以進(jìn)行動(dòng)作操作，運行參數設定，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為觸摸屏部分監控畫(huà)面。

圖7 主操作畫(huà)面



圖8  系統參數畫(huà)面

　　5 總結提高

　　此設備采用性?xún)r(jià)比極高的和利時(shí)產(chǎn)品，包括PLC控制器、驅動(dòng)器及觸摸屏。提供整體解決方案，替代原來(lái)的單片機控制系統，減少了干擾和不穩定因素的影響，保證設備正常運行并達到良好的控制效果。設備對橫向定位和縱向送料精度要求較高，采用步進(jìn)電機進(jìn)行橫向和縱向定位，走位準確，能夠滿(mǎn)足復雜工藝的要求。

　　參 考 文 獻

　　[1] 《LM系列PLC硬件手冊》，杭州和利時(shí)自動(dòng)化有限公司，2008.1

　　[2] 《LM系列PLC軟件手冊》，杭州和利時(shí)自動(dòng)化有限公司，2008.1

　　[3] 《LM系列PLC指令手冊》，杭州和利時(shí)自動(dòng)化有限公司，2007.5