CN101561670A - 钢材冲剪生产线控制系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢材冲剪生产线控制系统及方法，能以多层逻辑判断的控制方式保证钢材冲剪生产线安全可靠地运行。其包括PLC 1、服务器2、工作站电脑3、客户端电脑4，接近式位置传感器I 5，接近式位置传感器II 6，接近式位置传感器III 7。服务器2、客户端电脑4通过以太网与工作站电脑3连接通信，可编程控制器PLC 1与工作站电脑3采用SPComm串口通讯控件进行通信，PLC 1在此作为一个执行外部信号输入或输出的部件，多层逻辑判断控制程序运行于工作站电脑3，并将结果传输给PLC1进而控制取料气缸8、压料气缸9、分料气缸10、送料电机11、推料电机12、冲床工作电磁铁13按多层逻辑判断运算结果工作。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢材下料生产线，尤其涉及杆端轴承的轧制棒材冲剪下料生产线的控制系统，还涉及该控制系统的控制方法，属于冲压设备技术领域。
背景技术
目前，国内轴承行业的杆端轴承锻件的制造需经过以下步骤：将长轧制棒材先切成短料，将其经过电磁感应加热后锻造成轴承坯料。将轧制棒材切成短料的工序一般用大吨位的冲床完成，但需要人工送料、手工分选料头，此项工作劳动强度大，且工人操作时靠冲床较近，有极大的安全隐患。现已有自动化程度较高的使用可编程控制器PLC控制的下料成套设备，该设备由储料架、输送滚轮装置、气动夹紧推料装置、冲床等部分组成，由电机经过减速后驱动输送滚轮，并和气动夹紧推料装置配合完成自动送料。为了保证下料成套设备运行的安全性和可靠性，控制系统需进行多层的逻辑判断，自动运行状态下，每次循环开始时，应按照顺序分别检查各工位的状况，之后根据逻辑运算结果执行相应动作，但使用PLC进行这种多层逻辑判断，编程烦琐，程序维护不直观，运行不可靠，且PLC控制系统功能单一，界面不友好，不便于工艺参数的设定与保存。
发明内容
本发明的目的在于提供一种由计算机为核心的钢材冲剪生产线控制系统及控制方法，能以多层逻辑判断的控制方式保证钢材冲剪生产线安全可靠地运行，并能实现记录日常加工数据、工艺方案数据、设定系统操作人员的权限以及信息日志等功能。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
一种钢材冲剪生产线控制系统，包括可编程控制器PLC1、接近式位置传感器I 5、接近式位置传感器II 6、接近式位置传感器III 7。接近式位置传感器I5安装于送料支架处，用于检测送料支架是否有料；接近式位置传感器II 6安装于送料滚轮附近，用于检测送料滚轮上是否有料；接近式位置传感器III 7安装在推料装置处，用于检测是否有待加工料。接近式位置传感器I 5、接近式位置传感器II 6、接近式位置传感器III 7的信号输入到PLC1的输入端，PLC1的输出端控制取料气缸8、压料气缸9、分料气缸10、送料电机11、推料电机12、冲床工作电磁铁13的工作。此外，控制系统还包括服务器2、工作站电脑3、客户端电脑4。所述服务器2、客户端电脑4通过以太网与工作站电脑3连接通信，所述服务器2负责记录日常的加工数据、工艺方案数据、系统操作人员的权限以及信息日志等，所述客户端电脑4将要操作的数据传递给工作站电脑3，以客户端形式来操作生产线，所述PLC 1与工作站电脑3通信，PLC 1在此作为一个执行外部信号输入或输出的部件，工作站电脑3负责数据接收、发送和多层逻辑判断控制程序的运行。
钢材冲剪生产线控制程序是在工作站电脑3运行的多层逻辑判断控制程序，该程序包含下列步骤：
1)判断是否为自动运行方式；
2)如果步骤1)的判断结果为否，则系统停止；
3)如果步骤1)的判断结果为是，则运行步骤4)；
4)判断对射开关是否检测到有料；
5)如果步骤4)的判断结果为是，则将冲床电磁开关吸合；
6)执行分料气缸顶出并返回至步骤4)；
7)如果步骤4)的判断结果为否，则分料气缸退回；
8)判断推料支架是否有料；
9)如果步骤8)的判断结果为是，则推料电机正转；
10)执行压料气缸顶出并返回至步骤4)；
11)如果步骤8)的判断结果为否，则执行步骤12)；
12)判断送料滚轮是否有料；
13)如果步骤12)的判断结果为是，则执行送料电机正转并返回至步骤8)；
14)如果步骤12)的判断结果为否，则执行步骤15)；
15)判断送料支架是否有料；
16)如果步骤15)的判断结果为是，则取料气缸顶出；
17)执行取料气缸退回并返回到步骤12)；
18)如果步骤15)的判断结果为否则系统停止。
本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：
前述PLC 1与工作站电脑3采用SPComm串口通讯控件进行通信。
前述的PLC 1的型号为CP1H-X40DR-A，接近式位置传感器I 5，接近式位置传感器II 6，接近式位置传感器III 7的型号为欧姆龙E2E-X2ME1。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：能以多层逻辑判断的控制方式保证钢材冲剪生产线安全可靠地运行，并能实现记录日常加工数据、工艺方案数据、设定系统操作人员的权限以及信息日志等功能。
附图说明
图1是本发明的控制系统图。
图2是本发明的机械结构图。
图3是本发明的程序流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1、图2所示，本发明的控制系统包括PLC1(型号为CP1H-X40DR-A)、接近式位置传感器I 5、接近式位置传感器II 6、接近式位置传感器III 7(型号为欧姆龙E2E-X2ME1)。接近式位置传感器I 5安装于送料支架处，用于检测送料支架是否有料；接近式位置传感器II 6安装于送料滚轮附近，用于检测送料滚轮上是否有料；接近式位置传感器III 7安装在推料装置处，用于检测是否有待加工料。接近式位置传感器I 5、接近式位置传感器II 6、接近式位置传感器III 7的信号输入到PLC1的输入端，PLC1的输出端控制取料气缸8、压料气缸9、分料气缸10、送料电机11、推料电机12、冲床工作电磁铁13按多层逻辑判断运算结果工作。其中取料气缸8用于从钢材支架上翻转取棒料，压料气缸9使夹紧推料滚轮落下夹紧棒材，然后将夹紧棒材推至冲床的切料刀具中，保证冲剪下料的精度，分料气缸10通过气缸的顶出与退回来实现棒料与料头的分选。此外，控制系统还包括服务器2、工作站电脑3、客户端电脑4。所述服务器2、客户端电脑4通过以太网与工作站电脑3连接通信，所述服务器2负责记录日常的加工数据、工艺方案数据、系统操作人员的权限以及信息日志等，可采用产品参数化管理的思路，将产品的加工参数保存在服务器2数据库中，每次加工时可以调用，保证加工过程参数的一致性，参数需要变更时也可以进行方便的维护。所述客户端电脑4将要操作的数据传递给工作站电脑3，以客户端形式来操作生产线，所述PLC 1与工作站电脑3采用SPComm串口通讯控件进行通信，PLC 1在此作为一个执行外部信号输入或输出的部件，工作站电脑3负责数据接收、发送和多层逻辑判断控制程序的运行。
钢材冲剪生产线控制程序是在工作站电脑3运行的多层逻辑判断控制程序，如图3所示，该程序包含下列步骤：
1)判断是否为自动运行方式；
2)如果步骤1)的判断结果为否，则系统停止；
3)如果步骤1)的判断结果为是，则运行步骤4)；
4)判断对射开关是否检测到有料；
5)如果步骤4)的判断结果为是，则将冲床电磁开关吸合；
6)执行分料气缸顶出并返回至步骤4)；
7)如果步骤4)的判断结果为否，则分料气缸退回；
8)判断推料支架是否有料；
9)如果步骤8)的判断结果为是，则推料电机正转；
10)执行压料气缸顶出并返回至步骤4)；
11)如果步骤8)的判断结果为否，则执行步骤12)；
12)判断送料滚轮是否有料；
13)如果步骤12)的判断结果为是，则执行送料电机正转并返回至步骤8)；
14)如果步骤12)的判断结果为否，则执行步骤15)；
15)判断送料支架是否有料；
16)如果步骤15)的判断结果为是，则取料气缸顶出；
17)执行取料气缸退回并返回到步骤12)；
18)如果步骤15)的判断结果为否则系统停止。
整个生产线控制系统利用三个接近式位置传感器来感知各工位的钢材的到位情况，并进行严格的逻辑判断并将结果传送给可编程控制器PLC 1，PLC 1执行指令，保证系统能够安全、可靠的运行。如果是新开始的生产，需要对机械部分进行调整，如更换切料刀具，切料模芯，调整各压轮的高度等，同时还需要对接近式位置传感器的接近位置进行校调。机械部分调整完毕后，工人先把要加工的长棒材整齐的排列在钢材支架上，开启控制系统开始正式生产。
工作站电脑3运用Ecc工控组态软件绘制图形化控制界面，起到直观控制部件动作的作用。考虑到设备调试时的操作要求，可在工控界面上设定各个部件的单动按钮，以便操作人员进行单步调试。生产的速度可设计成通过设定送料电机11的转速来改变，系统会自动根据电机转速和切料的长度来计算加工的节拍，即单件产品生产的时间。所有参数的设置和调整必须要具备系统管理员的身份才能进行修改。在正常开始加工后，管理员可以锁闭计算机屏幕，防止误操作和加工参数的篡改，但系统仍支持开启和关闭的基本操作，以应付突发情况的发生。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。
Claims (4)
1、一种钢材冲剪生产线控制系统，包括PLC(1)，接近式位置传感器I(5)，接近式位置传感器II(6)，接近式位置传感器III(7)；接近式位置传感器I(5)安装于送料支架处，用于检测送料支架是否有料，接近式位置传感器II(6)安装于送料滚轮附近，用于检测送料滚轮上是否有料，接近式位置传感器III(7)安装在推料装置处，用于检测是否有待加工料；接近式位置传感器I(5)，接近式位置传感器II(6)，接近式位置传感器III(7)的信号输入到PLC(1)的输入端，PLC(1)的输出端控制取料气缸(8)，压料气缸(9)，分料气缸(10)，送料电机(11)，推料电机(12)，冲床工作电磁铁(13)的工作，其特征在于，还包括服务器(2)、工作站电脑(3)、客户端电脑(4)，所述服务器(2)、客户端电脑(4)通过以太网与工作站电脑(3)连接通信，所述服务器(2)负责记录日常的加工数据、工艺方案数据、系统操作人员的权限以及信息日志等，所述客户端电脑(4)将要操作的数据传递给工作站电脑(3)，以客户端形式来操作生产线，所述PLC(1)与工作站电脑(3)通信，PLC(1)在此作为一个执行外部信号输入或输出的部件，工作站电脑(3)负责数据接收、发送和多层逻辑判断控制程序的运行。
2、如权利要求1所述的钢材冲剪生产线控制系统，其特征在于，所述PLC(1)与工作站电脑(3)采用SPComm串口通讯控件进行通信。
3、如权利要求1所述的钢材冲剪生产线控制系统，其特征在于，所述的接近式位置传感器I(5)，接近式位置传感器II(6)，接近式位置传感器III(7)的型号为欧姆龙E2E-X2ME1，所述的PLC(1)的型号为CP1H-X40DR-A。
4、如权利要求1所述的钢材冲剪生产线控制系统的控制方法，其特征在于，该方法包含下列步骤：
1)判断是否为自动运行方式；
2)如果步骤1)的判断结果为否，则系统停止；
3)如果步骤1)的判断结果为是，则运行步骤4)；
4)判断对射开关是否检测到有料；
5)如果步骤4)的判断结果为是，则将冲床电磁开关吸合；
6)执行分料气缸顶出并返回至步骤4)；
7)如果步骤4)的判断结果为否，则分料气缸退回；
8)判断推料支架是否有料；
9)如果步骤8)的判断结果为是，则推料电机正转；
10)执行压料气缸顶出并返回至步骤4)；
11)如果步骤8)的判断结果为否，则执行步骤12)；
12)判断送料滚轮是否有料；
13)如果步骤12)的判断结果为是，则执行送料电机正转并返回至步骤8)；
14)如果步骤12)的判断结果为否，则执行步骤15)；
15)判断送料支架是否有料；
16)如果步骤15)的判断结果为是，则取料气缸顶出；
17)执行取料气缸退回并返回到步骤12)；
18)如果步骤15)的判断结果为否则系统停止。
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