CN109551035B - 板料剪切生产线刀架与托料的随动控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种板料剪切生产线刀架与托料的随动控制方法，将托料装置倾斜角度的控制以刀架剪切角度为基准，托料装置实际位置与速度通过托料装置位移检测传感器检测后实时反馈至PLC与PLC接收到的刀架的实际位置进行实时比较、运算处理输出控制信号来实时调整托料装置的随动速度，使托料装置始终保持在与刀架安全范围的距离下随动运行。本发明中刀架的运行速度无需实时调整，保护了剪切刀具，提高了剪切板料的断面及精度；通过根据刀架实际位置实时调整托料装置运行速度，实现位置和角度实时监测与调整，提高了刀架与托料装置随动运行的稳定性和可靠性，提高了设备加工精度、及生产效率。

Description

板料剪切生产线刀架与托料的随动控制方法
技术领域
本发明属于智能化板料剪切生产线自动控制技术领域，涉及板料剪切生产线刀架与托料的随动控制系统及方法。
背景技术
随着国内汽车行业的发展，在重卡汽车生产线中，超厚、超长高强度金属板材的市场需求日益增加，各专业生产厂家都先后上马或进行技术改造，在保证车体载重不变情况下减少自重，实现重卡轻量化，提高市场竞争力。这样，高强度金属板材的下料方式、精度和效率成为汽车制造厂家面临的难题。
目前，国内超厚、超长金属板材主要采用气割下料方式，存在如下主要问题：切割效率慢，割料尺寸精度差、切割端面不好，割料残余应力、变形大，且焊渣不易收集，造成很大污染。在板料剪切生产线中，为了提高剪切板料的断面质量和减小剪切时的噪音污染，在刀架下行剪切时，托料装置采用角度和位置同步随动控制方式。以往随动控制系统中，当刀架与托料装置的下行速度不匹配时，仅通过限位开关来防止刀架下行速度过快而压毁托料装置的情况发生，当托料速度过快时，不能有效实现托料随动的目的，且整个控制系统稳定性、可靠性不高，一旦出现限位开关损坏、失灵等特殊情况，极有可能出现刀架压毁托料的情况发生，给设备生产和使用双方带来极大的经济损失。所以，探求一种安全可靠，能够广泛适用于板料剪切生产线中刀架与托料随动的控制系统及方法，是实现板料剪切生产线“智能、环保、柔性、高效”等特点所面临的难题之一。
发明内容
为了解决现有剪切生产线中刀架与托料随动控制方法中的不足，本发明提供了一种板料剪切生产线刀架与托料的随动控制系统，以提高该生产线的稳定、可靠性，实现刀架与托料的智能随动。
为了解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种板料剪切生产线刀架与托料的随动控制方法，包括以下步骤：
步骤A.首先，向上位工控机输入剪切板料的规格、刀架与托料装置之间的安全距离、和刀架与托料装置的随动位置，在板料剪切生产线进行钢板剪切下料时，可编程控制器PLC 读取上位工控机1输入的信息通过自动计算输出指令控制刀架和托料装置动作，使刀架的剪切角度与托料装置的倾斜角度自动调整至相同角度；
步骤B.然后，可编程控制器PLC 发出剪切开始指令刀架开始下行剪切，刀架下行的实际位置通过刀架位移检测传感器检测后通过计数模块反馈至可编程控制器PLC；
步骤C.刀架的实际位置下行至上位工控机设定的刀架与托料装置的随动位置后，可编程控制器PLC输出指令控制托料装置开始下行随动，托料装置的实际位置与速度通过托料装置位移检测传感器检测后通过计数模块反馈至可编程控制器PLC；
步骤D.可编程控制器PLC对接收到的刀架的实际位置和接收到的托料装置的实际位置进行实时比较、逻辑运算处理后输出托料装置的速度控制信号，使托料装置以刀架为基准，始终与刀架保持在安全距离下随动运行。
作为优选，可编程控制器PLC 与控制刀架驱动油缸的电磁阀电连，通过电磁阀接收可编程控制器PLC 发出的剪切开始指令，控制刀架开始下行。
作为优选，可编程控制器PLC 设有用于接收其发出托料装置随动指令的模拟量模块，通过模拟量模块控制托料装置驱动油缸的电液比例阀，达到控制托料装置的随动运行速度。
本发明的步骤C中，可编程控制器PLC 对接收到的刀架的实际位置和接收到的托料装置的实际位置进行实时比较、逻辑运算处理，当刀架与托料装置之间的相对位置大于上位工控机设定的安全距离时，可编程控制器PLC 控制模拟量模块输向电液比例阀的信号减小，使托料装置的随动速度减慢；反之，则托料装置的随动速度加快，使托料装置始终与刀架保持在安全距离下随动运行。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种刀架下行剪切时板料托举（简称托料）装置的随动控制方法，托料装置的倾斜角度的控制以刀架剪切角度为基准，托料装置的实际位置与速度通过托料装置位移检测传感器检测后通过计数模块实时反馈至可编程控制器PLC 与可编程控制器PLC 接收到的刀架的实际位置进行实时比较、运算处理输出控制信号来实时调整托料装置的随动速度，使托料装置始终保持在与刀架安全范围的距离下随动运行。本发明中刀架的运行速度无需实时调整，有效的保护了剪切刀具或设备，提高了剪切板料的断面及精度。本发明的托料装置采用电液比例阀的控制方式，根据刀架的实际位置实时调整托料装置运行速度，当刀架与托料装置之间的相对位置小于设定的安全距离时，托料装置加快下行速度；反之，托料装置减小下行速度，属典型的位置与速度的全闭环控制，对托料装置的位置和倾斜角度采用闭环控制的模式，能够实现位置和角度实时监测与调整，实现了刀架与托料装置随动运行的稳定性和可靠性，实时监测运行情况并发出故障报警，彻底消除了刀架与托料装置速度不匹配时存在的安全隐患，消除了对设备可能造成的损坏，提高了整个设备的智能化程度，有效提高了设备的加工精度、生产效率。
附图说明
图1.是本发明的安装结构示意图；
图2.是本发明的控制系统示意图。
图中：1.刀架驱动油缸； 2.刀架位移检测传感器； 3.刀架；4.剪切板料；5.工作台； 6.托料装置驱动油缸；7.托料位移检测传感器 ；8.托料装置；9.可编程控制器PLC；10.上位工控机；11．计数模块；12.电磁阀；13.模拟量模块；14.电液比例阀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明；
如图1-2所示，一种板料剪切生产线刀架与托料的随动控制方法，板料剪切生产线刀架3的下方为放置板料的工作台，工作台的一侧为支撑剪切下板料的托举装置，即：托料装置8，剪切板料4位于工作台上，刀架3和托料装置8均由可编程控制器PLC 9控制动作。可编程控制器PLC 9与上位工控机10电连，可编程控制器PLC 9与刀架驱动油缸1的电磁阀12电连，通过电磁阀12接收可编程控制器PLC 9发出的剪切开始指令，控制刀架3开始下行；可编程控制器PLC 9设有用于接收其发出托料装置8随动指令的模拟量模块13，通过模拟量模块13向控制托料装置驱动油缸6的电液比例阀14发出信号控制托料装置8的随动速度。刀架3上 安装有检测其实际位置的刀架位移检测传感器2，刀架位移检测传感器2通过计数模块向可编程控制器PLC 9实时传递信息；托料装置8上安装有检测其实际位置与速度的位移传感器7，位移传感器7通过计数模块向可编程控制器PLC 9实时传递信息，具体运行包括以下步骤：
步骤A. 在板料剪切生产线进行钢板剪切下料时，通过上位工控机10输入剪切板料4的材料规格和相关参数：刀架3与托料装置8之间的安全距离、刀架3与托料装置8的随动位置等，可编程控制器PLC 9读取上位工控机10输入的信息后根据其内部编写的系统程序自动计算出剪切板料4时的剪切角度等相关加工参数，并输出指令控制机床起动后自动调整至所需参数，此时刀架3的剪切角度与托料装置8的倾斜角度会根据系统计算自动调整至相同角度，然后刀架3与托料装置8开始等待可编程控制器PLC 9发出剪切开始指令；
步骤B.可编程控制器PLC 9发出剪切开始指令后，电磁阀12打开，液压油进入到刀架驱动油缸1的无杆腔，刀架3开始下行剪切，刀架3 的实际位置通过刀架位移检测传感器2检测后通过计数模块11反馈至可编程控制器PLC 9；
步骤C. 刀架3的实际位置下行至上位工控机10设定的刀架3与托料装置8的随动位置后，可编程控制器PLC 9输出指令控制托料装置8开始下行随动，托料装置8的实际位置与速度通过托料装置位移检测传感器7检测后通过计数模块11反馈至可编程控制器PLC 9，托料装置8始终保持与刀架3相同的速度运行，（托料装置8的倾斜角度的控制以刀架剪切角度为基准，控制方法与下行时的控制方法相同）；
步骤D.可编程控制器PLC 9对接收到的刀架3的实际位置和接收到的托料装置8的实际位置进行实时比较、逻辑运算处理；当刀架3与托料装置8之间的相对位置大于上位工控机10设定的安全距离时，可编程控制器PLC 9控制模拟量模块13的输出信号减小，进而控制电液比例阀14的阀芯开口关小，降低托料装置驱动油缸6的液压油量，使托料装置8的随动速度减慢；反之，则托料装置8的随动速度加快，使托料装置8以刀架3为基准随动运行，始终与刀架保持在安全距离下。上述当托料装置8与刀架3之间的间距处在安全距离范围时正常运行，否则发出报警，刀架3停止下行。
本发明通过本对托料装置的位置和倾斜角度采用闭环控制的模式，并对位置和角度实时监测与调整，彻底消除了刀架和托料装置速度不匹配时存在的安全隐患，并有效提高了设备的加工精度和生产效率。

Claims (3)

1.一种板料剪切生产线刀架与托料的随动控制方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤A.首先，向上位工控机输入剪切板料的规格、刀架与托料装置之间的安全距离和刀架与托料装置的随动位置，在板料剪切生产线进行钢板剪切下料时，可编程控制器PLC读取上位工控机输入的信息通过自动计算输出指令控制刀架和托料装置动作，使刀架的剪切角度与托料装置的倾斜角度自动调整至相同角度；
步骤B.然后，可编程控制器PLC发出剪切开始指令刀架开始下行剪切，刀架下行的实际位置通过刀架位移检测传感器检测后通过计数模块反馈至可编程控制器PLC；
步骤C.刀架的实际位置下行至上位工控机设定的刀架与托料装置的随动位置后，可编程控制器PLC 输出指令控制托料装置开始下行随动，托料装置的实际位置与速度通过托料装置位移检测传感器检测后通过计数模块反馈至可编程控制器PLC ；步骤C中，可编程控制器PLC 对接收到的刀架的实际位置和接收到的托料装置的实际位置进行实时比较、逻辑运算处理：当刀架与托料装置之间的相对位置大于上位工控机设定的安全距离时，可编程控制器PLC 控制模拟量模块输向电液比例阀的信号减小，使托料装置的随动速度减慢；反之，则托料装置的随动速度加快，使托料装置始终与刀架保持在安全距离下随动运行；
步骤D.可编程控制器PLC 对接收到的刀架的实际位置和接收到的托料装置的实际位置进行实时比较、逻辑运算处理后输出托料装置的速度控制信号，使托料装置以刀架为基准，始终与刀架保持在安全距离下随动运行。
2.根据权利要求1所述的一种板料剪切生产线刀架与托料的随动控制方法，其特征在于：可编程控制器PLC与控制刀架驱动油缸的电磁阀电连，通过电磁阀接收可编程控制器PLC 发出的剪切开始指令，控制刀架开始下行。
3.根据权利要求1或2所述的一种板料剪切生产线刀架与托料的随动控制方法，其特征在于：可编程控制器PLC 设有用于接收其发出托料装置随动指令的模拟量模块，通过模拟量模块控制托料装置驱动油缸的电液比例阀，达到控制托料装置的随动运行速度。
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