西门子咸阳PLC模块代理商

 适当改变脉冲当量、夹送辊直径和脉冲编码器反馈的每转脉冲数，剪切精度可提高一个数量级;剪切动作换成液压缸执行，能剪厚板，可用于机械、汽车等其它行 业。该系统已在济南、深圳等地投入使用，经过近一年的运行，剪切长度精度、剪切速度完全达到设计要求和用户要求，系统运行情况良好。该产品填补了我省空白，现已通过技术鉴定，正批量生产。 

　　1引言

　　生产饮料筒、油漆筒(桶)、机油筒(桶)等薄板类金属容器的道工序就是把厚为0.2～0.5mm、宽为320～1200mm的卷板按所生产容器的不同剪成不同长度的板料，然后送到下面的工序，如套色印花、焊接、胀型、封口(底)等终成型。由于后面的工序，特别是套色印花工序对长度偏差的要求甚高，为±0.25mm/1000mm(对角线偏差为±0.4mm/1000mm)，单位时间的剪切数量较高,一般不少于50/min，普通的剪切设备达不到上 述要求。有经济实力的大型企业从国外进口生产线，这种生产线从板料的开卷、校平、定尺剪切到终成型，由工控计算机作上位机，控制多台PLC，既由计算机 根据动作需要向plc写入或读出数据，达到控制整条生产线的目的。这种生产线结构复杂，价格昂贵。对于中小企业，我们研制了一种仅需1台plc控制的、结 构简单、造价低廉、剪切精度和剪切产量达到和超过上述要求的高精度定尺剪切系统。

　　图1 剪切系统结构示意图2 硬件构成

　　剪切系统的结构示意如图1所示。由图1可见，系统的机械部分由夹送机构和剪切机构两部分组成:夹送机构由交流伺服电机驱动旋转，上下夹送辊的加紧力调至刚好压紧板料，使板料在两辊中按设定的速度无滑动滚动;剪切机构与一般剪床同，只是剪切的驱动力来自高压气体。

　　系统的电气控制部分采用日本光洋的su系列可编程序控制器;包括su-5m(cpu模块)，u-01sp单轴伺服定位控制摸块;u-05n16点 dc12/24v输入模块;u-01t8点ac220v继电器输出模块等;人机界面为cl-02ds液晶汉字显示设定单元。伺服系统采用日本安川的交流伺服电机sgmgh-20ada61和sgdm-20ad数字交流伺服驱动器。

　　3 定尺剪切控制

　　3.1 控制原理

　　在手动状态(板料安装)时，夹送辊可作正反2个方向转动。在自动工作情况下，夹送辊的转动方向如图1所示。若确定单位脉冲的移动量和编码器每转一圈的脉冲数，当夹送辊的直径一定时，夹送辊每转一定的角度或圈数，板料的移动长度也就确定了。当plc检测到伺服电机反馈的脉冲数达到所设定的目标值(既长度) 时，plc发出信号，交流伺服电机停止转动，同时，方向控制阀的电磁铁通电，气缸执行剪切动作。剪切机构的每一次剪切使接近开关获得1个脉冲，此脉冲即可 计算剪切数量，又能作为下1个循环的开始信号。

　　3.2 参数设置

　　(1) 一般参数的设置

　　a) 主轴转速(自动运转时，下同)的确定:确定主轴的转速要兼顾2个方面，一是生产能力，二是转动惯性。转速不是越快越好，太快，转动惯性大，达不到jingque停止的要求，剪切长度精度不高;当然，慢了，达不到生产力的要求。

　　b) 脉冲当量的确定:在本例中，之所以能进行高精度定尺剪切，实际上就是jingque的控制夹送辊每个脉冲转动的角度(脉冲当量)。当夹送辊直径一定时，它转过一定的 角度，就对应转过一定的弧长，既为板料移动的长度。从理论上说，脉冲当量越小，剪切长度精度越高，但对控制系统的要求也越高，不经济。一般情况下，脉冲当量比加工精度高一个数量级即可。

　　c) 脉冲编码器反馈的每转脉冲数(分周比)的确定:脉冲当量确定以后，这个参数就好确定了。设计时，夹送辊的直径已定，则其周长也已确定。只要用主动辊的周长除以脉冲当量，即为脉冲编码器反馈的每转脉冲数。该数应为整数，当得数为小数时，与脉冲当量一同作一些调整即可。应注意的是确定的脉冲编码器反馈的每转脉 冲数必须在所选的脉冲编码器大的每转脉冲数范围之内。

　　d) 伺服驱动器工作模式:速度控制模式。

　　(2) 智能模块的参数选择

　　u-01sp智能模块的参数共有21个，主要参数有:

　　a) 设定的主轴转速时智能模块发出的脉冲频率fbf:u-01sp智能模块与数字式交流伺服驱动器配合使用，可以在交流伺服电机额定的转速内任意设定，这个设定值就是fbf:

　　fbf(khz)=主轴转速(rps)×脉冲编码器反馈的每转脉冲数(ppr)

　　该参数必须在智能模块的大fbf范围之 内。

　　b) 主轴手动速度的确定:根据手动安装板料的需要，一般设定为主轴转速的10%~20%。

　　c) 加、减速时间，即主轴从0转速到额定转速(或反之)所需要的时间:主要根据剪切的板长确定，剪切的板长较短时，该时间可短些，反之，可长些。对于本例，可选500~1000ms。

　　d) 紧急停止时间，在自动运转时，从额定转速到停止转动的时间:当系统发生意外时，控制系统需急停，以减少对系统和机器的损伤。该时间可少些，一般选 500ms以内。

　　其余参数可用该模块出厂时的原设定值或根据需要设定。

　　3.3 程序设计

　　这里使用的su-5m型plc与大多数型号的中型plc在程序设计上并无大的差异，由于采用了语言编程，更接近计算机的流程图设计思路。特别需要指出的是u-01sp单轴伺服定位控制模块采用类似数控cnc系统的g语言，编程方便、功能强大。

　　举例:g00 x(位置值) f(速度值);代表一个典型的阶梯形定位指令。

　　单轴伺服定位控制模块u-01sp的控制信号通过模块所占i/o定义号对应，程序设计思路如图2所示。

　　(1) plc上电后，首先进行初始化处理:把为系统建立的参数表从cpu写入智能模块u-01sp、检查系统有无错误、数据有无错误、语法有无错误，检查结果判断为正常时，系统进入伺服准备状态，这其中包括进入到动作方式(手动、自动)选择、数据监控状态(伺服数据读出)、伺服异常(数据出错、系统出错、语法出错)处理完毕状态。

　　(2) 在手动状态下，按下主轴正、反转按钮，主轴

　　图2 剪切系统程序框图

　　可驱动板料前进、后退;按下手动剪切按钮，剪去板头。此状态一般在新安装板料时使用，手动剪切不计数。

　　(3) 在自动状态下，料批(剪切长度、剪切张数)在人机对话装置cl-02ds液晶设定显示单元上设定完毕后(实际上料批可在plc上电后任意动作方式下设 定)，cl-02ds将料批数(十进制数)转换成bcd数，存入到cpu的指定寄存器中，程序根据已确定的脉冲当量进行计算，转换成脉冲数，再将脉冲数变换成bin数，存入到u-01sp内的指定目标寄存器而成为目标值。然后，人机对话装置cl-02ds进入监控状态。按下自动剪切按钮，主轴开始转动，每 次转动的周长就是目标值的脉冲数与脉冲当量的乘积。到了目标值后主轴停止，气缸执行剪切动作，剪刀回位的同时，计量剪切张数，然后重复上次操作。直至达到剪切张数的目标值后停止。

　　由于圆周率的存在和转动惯性，主轴每次转过的实际周长与应该转过的周长还会有一点差异，虽然很小，在1mm以内，但对于±0.25mm的长度精度还有影响，这样，在程序中按需要设定几个尺寸段进行一定数量的脉冲补偿(分段补偿)，终完全达到了剪切长度精度要求。

　　4 结束语

　　适当改变脉冲当量、夹送辊直径和脉冲编码器反馈的每转脉冲数，剪切精度可提高一个数量级;剪切动作换成液压缸执行，能剪厚板，可用于机械、汽车等其它行 业。该系统已在济南、深圳等地投入使用，经过近一年的运行，剪切长度精度、剪切速度完全达到设计要求和用户要求，系统运行情况良好。该产品填补了我省空白，现已通过技术鉴定，正批量生产。