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臺達PLC和HMI的控制系統在油壓車床中上的應用

中達電通股份有限公司

The Application of Control System Based on Delta PLC and HMI for Oil-Pressure Lathe
中達電通上海機電HMI/PLC產品處李鐵成
Li Tiecheng

摘要：從使用角度討論了由臺達PLC和HMI構成的的控制系統在油壓車床中的應用。文章基于對油壓車床系統構成及電氣控制的概略介紹主要討論了相關操作與系統設計實現等問題。
關鍵詞：油壓車床系統構成操作規程工藝流程
Abstract: The paper discussed the application in oil-pressure lathe based on the control system by composing of Delta PLC and HMI from the angle of employment. Based on the brief introduction of system composing and electric control in oil-pressure lathe, it mainly discussed to the related operation and realization of system design in this paper.
Key Words: Oil-pressure lathe Syste composing Operation rules Technology flow
[中圖分類號] TP273 [文獻標識碼] B 文章編號

1 引言
“PLC控制油壓車床”是專為表殼等小五金加工設計的，以其高剛性、高精度、高品質、高效率、高壽命、性能穩定、結構簡單、操作方便和成本低廉等優點廣泛用于表殼加工行業，亦可用于小型軸、套類加工。該機床采用性能穩定的臺達ES系列PLC和DOP－A57CSTD彩色人機界面構建系統，其核心部分在于控制系統，是控制中心。該系統操作簡單、直觀，以人性化的輸入方式設計人機界面，程序轉換簡單快捷，可使操作者自如發揮，自動化程度高，在大批量生產時節省人力物力，能夠實現產品生產的高效化、優質化。車床加工平臺如圖1所示。

2 系統特點及工藝參數
本機主軸軸承采用進口P4級主軸專用軸承，主軸自動油潤滑，可保證機床高精度和使用壽命更長；主軸電機選用雙速帶高性能剎車系統；程控液壓推動多刀刀架可保證加工尺寸準確、穩定；刀具中心高度可調節，操作方便，效率更高；精心設計的液壓系統，可使機床空運轉時，液壓卸荷，節約電力，降低液壓系統溫度上升，延長油泵壽命；安裝的溫度、壓力補償裝置，可保證在重復加工時的性能穩定可靠；電器箱、液壓箱、冷卻液箱均置于機箱內，減少了占地面積，機床外觀整體性強。車床技術參數如表1所示。

3 相關操作說明
1）開機前檢查：供電線路是否正常；油箱油位是否符合標準；外部氣動是否連接完好。
2）開機后，在人機界面初始界面（圖2）上點擊進入主畫面，在主畫面(圖3)上按加工工藝選擇手動單步（圖4）、全自動不同的加工方式，選擇手動單步情況下總共列有5種工藝程序流程，在選擇下一個加工工藝時，前一工藝過程自動運行完成后，才執行下一流程。

3）單步運行情況下，當選擇完單步程序鎖定（圖3）設置后，此時程序只能運行鎖定的當前程序，其他4種程序不能運行，若要運行其他程序，可先解除程序鎖定功能。

4）電機具有自動保護功能，機器在30分鐘內無任何動作，泵電機將停止工作，若要繼續使用則要先起動泵。主軸的高低速選擇在人機界面（圖5）上操作完成，除手動外，其他程序的運行都是以外部起動按鈕為給定信號的。

5）當設備運行過程中，將人機界面如上（圖3）畫面上點擊運行監控畫面觸摸按鈕，將畫面切換到（圖6）進行運行監控。
4 工藝流程
該機種具有五種單步固定工藝流程，用于產品的加工。行程開關定義如下：SL1—X11下托板前進到位；
SL2—X12下托板慢進；SL3—X13下托板回位；SL4—X14上托板前進到位；SL5—X15上托板慢進；SL6—X16上托板回位；
閥件定義為：
YV1—Y14下托板前進閥；
YV2—Y15下托板慢進閥；
YV3—Y16上托板前進閥；
YV4—Y17上托板慢進閥。
單步工藝流程1

起動，恢復原點，閥YV1得電，下托板前進碰到下托板慢進限位SL2后開始慢進進行，下托板慢進碰到前進到位限位SL1后執行下托板延時（圖7）的設定值，時間到后YV1，YV2斷電，下托板回原位。

圖7 下托板延時的設定
單步工藝流程2

起動，恢復原點，閥YV1得電，下托板前進碰到下托板慢進限位SL2后閥YV2得電下托板開始慢進，下托板慢進碰到前進到位限位SL1后執行下托板延時（圖7）的設定值，時間到后閥YV1,YV2斷電下托板回退，碰到回退到位限位SL3信號后上托板前進閥YV3得電上托板前進，上托板前進碰到上托板前進到位SL4限位后，下托板前進閥YV1再次得電，下托板前進碰到下托板慢進限位SL2后閥YV2得電下托板開始慢進，下托板慢進碰到前進到位限位SL1后執行下托板延時（圖7）的設定值，時間到后閥YV1,YV2斷電下托板回退，碰到回退到位限位SL3信號后上托板前進閥YV3斷電，上托板回位。

單步工藝流程3

起動，恢復原點，閥YV1得電，下托板前進碰到下托板慢進限位SL2后閥YV2得電下托板開始慢進，下托板慢進碰到前進到位限位SL1后閥上托板前進閥YV3得電上托板前進，上托板前進碰到上托板慢進SL5限位后，上托板慢進閥YV4得電，上托板慢前進碰到前進到位限位SL4后閥YV1,YV2斷電下托板回退，碰到回退到位限位SL3信號后上托板前進閥YV3，YV4斷電，上托板回位。

單步工藝流程4

起動，恢復原點，閥YV1得電，下托板前進碰到下托板慢進限位SL2后閥YV2得電下托板開始慢進，下托板慢進碰到前進到位限位SL1后閥上托板前進閥YV3得電上托板前進，上托板前進碰到上托板慢進SL5限位后，上托板慢進閥YV4得電，上托板慢前進碰到前進到位限位SL4后執行上托板延時（圖6）的設定值，時間到后閥YV3,YV4斷電上托板回退，上托板回退碰到回退到位限位SL6信號后下托板前進閥YV1，YV2斷電，下托板回位。

單步工藝流程5

起動，恢復原點，閥YV1得電，下托板前進碰到下托板慢進限位SL2后閥YV2得電下托板開始慢進，下托板慢進碰到前進到位限位SL1后閥上托板前進閥YV3得電上托板前進，上托板前進碰到上托板慢進SL5限位后，上托板慢進閥YV4得電，上托板慢前進碰到前進到位限位SL4后執行上托板延時（圖6）的設定值，時間到后閥YV3,YV4斷電上托板回退，下托板前進閥YV1，YV2保持前進位不動。

全自動工藝流程：

起動，恢復原點，閥YV1得電，下托板前進碰到下托板慢進限位SL2后閥YV2得電下托板開始慢進，下托板慢進碰到前進到位限位SL1后執行下托板延時（圖6）的設定值，時間到后閥YV1,YV2斷電下托板回退，碰到回退到位限位SL3信號后上托板前進閥YV3得電上托板前進，上托板前進碰到上托板慢進SL5限位后，上托板慢進閥YV4得電，上托板慢前進碰到前進到位限位SL4后執行上托板延時（圖6）的設定值，時間到后閥YV3,YV4斷電上托板回退，上托板回退碰到回退到位限位SL6信號后下托板前進閥YV1再次得電進入下一個循環。
5設備系統保護
在人機界面內通過宏指令讀出系統時間，分別賦值給不同的數據寄存器，如圖8和圖9所示。通過自定義輸入時間年月日和系統本身時間進行比較，通過程序判斷當系統時間超過設定時間時，系統自動停止運行。

圖8 數據寄存器賦值

圖9 年月日時間賦值
6 結束語
控制系統經過設備調試，各項性能指標達到客戶要求并得到認可，說明臺達PLC、人機界面在表殼等小五金加工油壓車床設備當中的成功應用，已經得到客戶的好評。
參考文獻[略]
作者簡介
李鐵成（1976-），男，自動化設備工程師，主要從事自動化系統的工程設計、開發與產品技術支持工作。
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