CN113268039B - 一种高速双端封边机的控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及板材加工技术领域，尤其是指一种高速双端封边机的控制系统，设置I/O总模块、第一高速率通讯单元以及第二高速率通讯单元，人机对话单元通过所述第一高速率通讯单元与可编程控制器通信连接，而加工控制装置则通过第二高速率通讯单元以及I/O总模块与可编程控制器通信连接，通过不同的通讯方式，实现不同的结构之间的通讯，使得不同的结构控制之间的通讯速率更加配合，可以有效的提高本发明的高速双端封边机的控制系统的控制效率，进而提高工件的封边生产效率。

Description

一种高速双端封边机的控制系统
技术领域
本发明涉及板材加工技术领域，尤其是指一种高速双端封边机的控制系统。
背景技术
封边机包括了过个板材封边加工的流程，不同的作业流程采用的控制器以及驱动器等是不同的，而目前市场上大部分双端封运行速度为20米每分钟左右，并且不同的控制器，驱动器之间采用单一的通讯方式，而不同的控制器或者驱动器之间的通讯控制要求不同，采用单一的通讯方式，则容易导致通讯效率不高，不同的控制器之间不够配合，导致作业不流畅亦或容易出现作业问题，最终使板材加工效率低下。
发明内容
本发明针对现有技术的问题提供一种高速双端封边机的控制系统，采用多种通讯以及I/O连接通讯的控制方式，匹配不同的通讯需求，进而避免出现通讯效率低的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种高速双端封边机的控制系统，包括可编程控制器、I/O总模块、第一高速率通讯单元、第二高速率通讯单元、人机对话单元以及加工控制装置，所述人机对话单元通过所述第一高速率通讯单元与所述可编程控制器通信连接，所述加工控制装置通过所述第二高速率通讯单元以及I/O总模块与所述可编程控制器通信连接。
优选的，所述高速双端封边机的控制系统还包括串行通讯单元，所述可编程控制器通过所述串行通讯单元、第二高速率通讯单元以及I/O总模块控制所述加工控制装置完成多种加工功能。
优选的，所述加工控制装置包括进料控制单元、涂胶控制单元、粉碎刀控制单元、送带切带控制单元、精修控制单元、刮刀控制单元、清洁控制单元、抛光控制单元以及输送控制单元；所述人机对话单元通过所述第一高速率通讯单元发送控制信号到所述可编程控制器；接收到控制信号的所述可编程控制器，通过第二高速率通讯单元以及I/O总控制模块分别控制所述进料控制单元、涂胶控制单元、粉碎刀控制单元、送带切带控制单元、精修控制单元、刮刀控制单元、清洁控制单元、抛光控制单元以及输送控制单元作业，对工件进行上料、加工以及下料的操作。
优选的，所述加工控制装置还包括位置模块以及若干拖动电机，若干所述拖动电机均电连接有旋转编码器，若干所述旋转编码器均与所述位置模块通信连接，旋转编码器用于将工件的位置信号提供给位置模块，所述位置模块再通过所述I/O总模块与所述可编程控制器通信连接。
优选的，所述粉碎刀控制单元包括粉碎预铣电磁阀、粉碎预铣气缸、刀具变频器以及刀具电机，所述I/O总模块包括粉碎I/O模块；在待加工工件到达设定的工作位置后，所述可编程控制器通过所述粉碎I/O模块发送控制信号到所述粉碎预铣电磁阀以及刀具变频器，所述粉碎预铣电磁阀通电并控制所述粉碎预铣气缸工作，所述刀具变频器在接收到控制信号后则控制所述刀具电机工作将工件两侧多余的量进行切削粉碎。
优选的，所述进料控制单元包括进料变频器、若干进料电机、若干进料感应开关、若干进料气缸以及若干进料电磁阀，所述I/O总模块还包括进料I/O模块；所述可编程控制器分别通过所述串行通讯单元以及进料I/O模块控制所述进料变频器工作，可编程控制器通过串行通讯单元将不同的频率信号输入所述进料变频器，所述进料变频器再根据不同的频率信号控制若干所述进料电机的工作线速度同步；所述若干进料感应开关、若干进料气缸以及若干进料电磁阀均通过所述进料I/O模块与所述可编程控制器通信连接。
优选的，所述送带切带控制单元包括送带驱动电机、送带驱动器、送带变频器、若干送带电磁阀、若干送带气缸以及若干送带传感器，所述I/O总模块还包括送带I/O模块；所述可编程控制器分别通过所述串行通讯单元以及送带I/O模块控制所述送带变频器工作，所述可编程控制器通过所述第二高速率通讯单元控制所述送带驱动器工作，所述送带驱动器再根据接收的信号控制所述送带驱动电机工作；所述可编程控制器通过所述送带I/O模块控制若干所述送带电磁阀以及若干所述传感器工作，所述送带电磁阀再根据接收到的信号控制所述若干送带气缸工作。
优选的，所述涂胶控制单元包括上熔胶控制单元以及下熔胶控制单元，所述上熔胶控制单元包括上熔胶温控器、上熔胶接触器、上熔胶感温探头、压胶直流驱动器、压胶电机以及若干上熔胶发热管；所述下熔胶控制单元包括下熔胶温控器、下熔胶接触器、下熔胶感温探头、下熔胶变频器、涂胶轴电机以及若干下熔胶发热管；所述I/O总模块还包括上熔胶I/O模块以及下熔胶I/O模块；所述上熔胶温控器和所述下熔胶温控器均通过所述串行通讯单元与所述可编程控制器通信连接，上熔胶温控器用于控制上熔胶感温探头感知所述上熔胶发热管的温度，下熔胶温控器用于控制下熔胶感温探头感知所述下熔胶发热管的温度；所述可编程控制器通过所述上熔胶I/O模块控制所述上熔胶接触器和压胶直流驱动器工作，所述上熔胶接触器根据接收到的信号控制若干上熔胶发热管工作，所述压胶直流驱动器根据接收的信号控制所述压胶电机工作；所述可编程控制器通过所述下熔胶I/O模块控制所述下熔胶接触器和下熔胶变频器工作，所述下熔胶接触器根据接收到的信号控制若干下熔胶发热管工作，所述下熔胶变频器根据接收的信号控制所述涂胶轴电机工作。
本发明的有益效果：
本发明提供的一种高速双端封边机的控制系统，设置I/O总模块、第一高速率通讯单元以及第二高速率通讯单元，人机对话单元通过所述第一高速率通讯单元与可编程控制器通信连接，而加工控制装置则通过第二高速率通讯单元以及I/O总模块与可编程控制器通信连接，通过不同的通讯方式，实现不同的结构之间的通讯，使得不同的结构控制之间的通讯速率更加配合，可以有效的提高本发明的高速双端封边机的控制系统的控制效率，进而提高工件的封边生产效率。
附图说明
图1为本发明的流程框图。
图2为本发明的系统总控制图。
图3为本发明的配置图。
图4为本发明的进料控制单元、粉碎刀控制单元以及分离剂控制单元与可编程控制器的通讯原理图。
图5为本发明的精铣控制单元、送带切带控制单元以及边带切换控制单元与可编程控制器的通讯原理图。
图6为本发明的上熔胶控制单元、下熔胶控制单元以及精修控制单元与可编程控制器的通讯原理图。
图7为本发明的刮刀控制单元、断丝控制单元、大平刮控制单元以及清洁剂控制单元与可编程控制器的通讯原理图。
图8为本发明的输送控制单元、压梁控制单元以及开合控制单元与可编程控制器的通讯原理图。
图9为本发明的抛光控制单元、万能铣控制单元与可编程控制器的通讯原理图。
图10为本发明的粉碎刀控制单元的工作流程图。
在图1至图10中的附图标记包括：
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。以下结合附图对本发明进行详细的描述。
本实施例提供的一种高速双端封边机的控制系统，如图1至图3，包括可编程控制器、I/O总模块、第一高速率通讯单元、第二高速率通讯单元、人机对话单元以及加工控制装置，所述人机对话单元通过所述第一高速率通讯单元与所述可编程控制器通信连接，所述加工控制装置通过所述第二高速率通讯单元以及I/O总模块与所述可编程控制器通信连接。
具体地，设置I/O总模块、第一高速率通讯单元以及第二高速率通讯单元，人机对话单元通过所述第一高速率通讯单元与可编程控制器通信连接，而加工控制装置则通过第二高速率通讯单元以及I/O总模块与可编程控制器通信连接，通过不同的通讯方式，实现不同的结构之间的通讯，使得不同的结构控制之间的通讯速率更加配合，可以有效的提高本发明的高速双端封边机的控制系统的控制效率，进而提高工件的封边生产效率。其中，第一高速率通讯单元优选采用Ethernet通讯方式，即以太网通讯，人机对话单元为工业PC机，人机对话单元与可编程控制器或者其他的控制CPU之间的通讯，采用的便是Ethernet通讯，通讯速率高。而第二高速率通讯单元优选采用CANopen通讯方式，可编程控制器与其他的加工控制装置中的驱动器或PLC则采用CANopen通讯，这种方式的通讯速率高达1M。也就是说，本实施例中，分别采用不同的通讯方式，来完成不同的数据传输速率需求，从而可以提高本实施例的高速双端封边机的控制系统的控制效率，进而可以提高工件的封边生产效率。
进一步的，如图1、图2以及图3，本实施例的高速双端封边机的控制系统还包括串行通讯单元，所述可编程控制器通过所述串行通讯单元、第二高速率通讯单元以及I/O总模块控制所述加工控制装置完成多种加工功能。优选的，串行通讯单元采用的是RS485串行通讯控制，作为可编程控制器与加工控制装置之间的数据传输通道，再配合I/O总模块、第一高速率通讯单元、第二高速率通讯单元，达到高效率的数据传输的效果。
本实施例提供的一种高速双端封边机的控制系统，如图2至图9，所述加工控制装置包括进料控制单元、涂胶控制单元、粉碎刀控制单元、送带切带控制单元、精修控制单元、刮刀控制单元、清洁控制单元、抛光控制单元以及输送控制单元；所述人机对话单元通过所述第一高速率通讯单元发送控制信号到所述可编程控制器；接收到控制信号的所述可编程控制器，通过第二高速率通讯单元以及I/O总控制模块分别控制所述进料控制单元、涂胶控制单元、粉碎刀控制单元、送带切带控制单元、精修控制单元、刮刀控制单元、清洁控制单元、抛光控制单元以及输送控制单元作业，对工件进行上料、加工以及下料的操作。
其中，加工控制装置还包括分离剂控制单元、精铣控制单元、边带切换控制单元、斜刮控制单元、断丝控制单元、万能铣控制单元、压梁控制单元、开和台控制单元等，上述控制单元的机械结构均为现有技术，但是通信控制方式同样采用多种通讯控制方式，可编程控制器与不同控制单元的PLC和驱动器采用CADopen通讯，而电磁阀、变频器等则通过I/O总模块与可编程控制器进行数据传输通讯。
如图4所示，为进料控制单元与可编程控制器之间的通讯方式，进料控制单元包括进料变频器、若干进料电机、若干进料感应开关、若干进料气缸以及若干进料电磁阀，I/O总模块还包括进料I/O模块；可编程控制器分别通过串行通讯单元以及进料I/O模块控制进料变频器工作，可编程控制器通过串行通讯单元将不同的频率信号输入进料变频器，进料变频器再根据不同的频率信号控制若干进料电机的工作线速度同步；若干进料感应开关、若干进料气缸以及若干进料电磁阀均通过进料I/O模块与可编程控制器通信连接。本实施例的封边机，包括固定端以及移动端，例如，进料控制单元包括固定端进料控制单元以及移动端进料控制单元，固定端以及移动端的控制方式相同，如图2所示，此为现有技术，此处以及其他控制单元不再赘述。
具体地，本实施例中，由于整体效率提高，相较于现有的封边机，本实施例的封边机速度工件的移动速度为20米每分钟到50米每分钟，因为不同的电机与减速比不同，因而可编程控制器通过串行通讯单元将不同的频率信号输入进料变频器，进料变频器进而根据不同的频率控制不同的电机保持线速度同步。当该工件移动到设定位置后，进料电磁阀通电，进料电磁阀再控制进料气缸工作，进料感应开关则用于感应工件的位置，进而可以控制不同的工位及时作业。
如图4所示，为粉碎刀控制单元与可编程控制器之间的通讯方式，粉碎刀控制单元包括粉碎预铣电磁阀、粉碎预铣气缸、刀具变频器以及刀具电机，I/O总模块包括粉碎I/O模块；在待加工工件到达设定的工作位置后，可编程控制器通过粉碎I/O模块发送控制信号到粉碎预铣电磁阀以及刀具变频器，粉碎预铣电磁阀通电并控制粉碎预铣气缸工作，刀具变频器在接收到控制信号后则控制刀具电机工作将工件两侧多余的量进行切削粉碎。
具体地，本实施例的粉碎刀控制单元，可以对板的侧面的不规则板材批量加工，将多余的板材切削粉碎，自动化程度高，工作效率高。启动后，在板到达设定的工作位置后，粉碎预铣电磁阀则通电，粉碎预铣气缸则相应控制与其连接的刀具对板进行切铣的工作。刀具变频器设置有3个，刀具电机设置有粉碎预铣电机、上粉碎电机以及下粉碎电机，在工件到位后，可编程控制器通过粉碎I/O模块发送控制信号到刀具变频器，粉碎预铣电机、上粉碎电机以及下粉碎电机则开始工作，控制相应的刀具对工件的多余的板材进行切削粉碎。本实施例中，相较于传统的封边机的齐头装置，采用对工件进行粉碎的功能结构，可以更快速准确的处理工件，工件可以批量加工，从而可以高效的进行工件的封边生产工作。
如图5所示，为送带切带控制单元与可编程控制器之间的通讯方式，送带切带控制单元包括送带驱动电机、送带驱动器、送带变频器、若干送带电磁阀、若干送带气缸以及若干送带传感器，I/O总模块还包括送带I/O模块；可编程控制器分别通过串行通讯单元以及送带I/O模块控制送带变频器工作，可编程控制器通过第二高速率通讯单元控制送带驱动器工作，送带驱动器再根据接收的信号控制送带驱动电机工作；可编程控制器通过送带I/O模块控制若干送带电磁阀以及若干传感器工作，送带电磁阀再根据接收到的信号控制若干送带气缸工作。送带驱动电机优选采用伺服电机。
如图6所示，涂胶控制单元包括上熔胶控制单元以及下熔胶控制单元，上熔胶控制单元包括上熔胶温控器、上熔胶接触器、上熔胶感温探头、压胶直流驱动器、压胶电机以及若干上熔胶发热管；下熔胶控制单元包括下熔胶温控器、下熔胶接触器、下熔胶感温探头、下熔胶变频器、涂胶轴电机以及若干下熔胶发热管；I/O总模块还包括上熔胶I/O模块以及下熔胶I/O模块；上熔胶温控器和下熔胶温控器均通过串行通讯单元与可编程控制器通信连接，上熔胶温控器用于控制上熔胶感温探头感知上熔胶发热管的温度，下熔胶温控器用于控制下熔胶感温探头感知下熔胶发热管的温度；可编程控制器通过上熔胶I/O模块控制上熔胶接触器和压胶直流驱动器工作，上熔胶接触器根据接收到的信号控制若干上熔胶发热管工作，压胶直流驱动器根据接收的信号控制压胶电机工作；可编程控制器通过下熔胶I/O模块控制下熔胶接触器和下熔胶变频器工作，下熔胶接触器根据接收到的信号控制若干下熔胶发热管工作，下熔胶变频器根据接收的信号控制涂胶轴电机工作。
具体地，送带切带控制单元以及涂胶控制单元的通讯控制方式如图5、图6所示，均是根据不同的器件结构，采用最匹配的通讯方式，最大条件地使得不同的器件都能够拥有高效率的数据传输方式，如图4到图9所示，为本实施例中所列举的相应的控制单元的通讯方式，灵活应用不同的通讯技术来提高板的封边生产效率。
进一步的，本实施例的加工控制装置还包括位置模块以及若干拖动电机，若干拖动电机均电连接有旋转编码器，若干旋转编码器均与位置模块通信连接，旋转编码器用于将工件的位置信号提供给位置模块，位置模块再通过I/O总模块与可编程控制器通信连接。
具体地，本实施例中，由拖动电机上的旋转编码器提供工件的位置信号，替代了传统的形成开关控制，降低了行程开关因自身的机械寿命导致的电器故障，提高了设备的稳定性，可通过更改系统参数，改变各控制单元的动作位置。例如图8中的输送控制单元，通过I/O总控制模块控制输送变频器工作，输送变频器再控制输送拖动电机工作，该输送拖动电机的旋转编码器实时将工件的位置信号发送到输送位置模块上，进而可以实时了解到工件的工作状态。再如图10，为粉碎刀控制单元的工作方式，工作人员可以选择手动开启粉碎功能，也可以选择自动启动粉丝功能，粉碎电机以及粉碎拖动电机启动后，则粉碎拖动电机上的旋转编码器与现有的PLC控制器配合，实时计算工件的位置信息，粉碎预铣气缸开始工作后，则实时将位置信息传输到相应的可编程控制器上或者人机对话单元，方便工作人员实时了解。
本实施例的控制系统，利用不同的通讯方式的不同传输效率，与封边机的不同控制装置结合，提高了封边机的运行速度，进而提高工件的生产效率，并且，采用人机对话单元，还可以与办公软件进行数据对接，实现数据的实时监控，更方便数据传输，稳定性更好。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种高速双端封边机的控制系统，其特征在于：包括可编程控制器、I/O总模块、第一高速率通讯单元、第二高速率通讯单元、人机对话单元以及加工控制装置，所述人机对话单元通过所述第一高速率通讯单元与所述可编程控制器通信连接，所述加工控制装置通过所述第二高速率通讯单元以及I/O总模块与所述可编程控制器通信连接；
所述高速双端封边机的控制系统还包括串行通讯单元，所述可编程控制器通过所述串行通讯单元、第二高速率通讯单元以及I/O总模块控制所述加工控制装置完成多种加工功能；
所述加工控制装置包括进料控制单元、涂胶控制单元、粉碎刀控制单元、送带切带控制单元、精修控制单元、刮刀控制单元、清洁控制单元、抛光控制单元以及输送控制单元；
所述人机对话单元通过所述第一高速率通讯单元发送控制信号到所述可编程控制器；
接收到控制信号的所述可编程控制器，通过第二高速率通讯单元以及I/O总控制模块分别控制所述进料控制单元、涂胶控制单元、粉碎刀控制单元、送带切带控制单元、精修控制单元、刮刀控制单元、清洁控制单元、抛光控制单元以及输送控制单元作业，对工件进行上料、加工以及下料的操作；
所述进料控制单元包括进料变频器、若干进料电机、若干进料感应开关、若干进料气缸以及若干进料电磁阀，所述I/O总模块还包括进料I/O模块；
所述可编程控制器分别通过所述串行通讯单元以及进料I/O模块控制所述进料变频器工作，可编程控制器通过串行通讯单元将不同的频率信号输入所述进料变频器，所述进料变频器再根据不同的频率信号控制若干所述进料电机的工作线速度同步；
所述若干进料感应开关、若干进料气缸以及若干进料电磁阀均通过所述进料I/O模块与所述可编程控制器通信连接；
所述送带切带控制单元包括送带驱动电机、送带驱动器、送带变频器、若干送带电磁阀、若干送带气缸以及若干送带传感器，所述I/O总模块还包括送带I/O模块；
所述可编程控制器分别通过所述串行通讯单元以及送带I/O模块控制所述送带变频器工作，所述可编程控制器通过所述第二高速率通讯单元控制所述送带驱动器工作，所述送带驱动器再根据接收的信号控制所述送带驱动电机工作；
所述可编程控制器通过所述送带I/O模块控制若干所述送带电磁阀以及若干所述传感器工作，所述送带电磁阀再根据接收到的信号控制所述若干送带气缸工作。
2.根据权利要求1所述一种高速双端封边机的控制系统，其特征在于：所述加工控制装置还包括位置模块以及若干拖动电机，若干所述拖动电机均电连接有旋转编码器，若干所述旋转编码器均与所述位置模块通信连接，旋转编码器用于将工件的位置信号提供给位置模块，所述位置模块再通过所述I/O总模块与所述可编程控制器通信连接。
3.根据权利要求1所述一种高速双端封边机的控制系统，其特征在于：所述粉碎刀控制单元包括粉碎预铣电磁阀、粉碎预铣气缸、刀具变频器以及刀具电机，所述I/O总模块包括粉碎I/O模块；
在待加工工件到达设定的工作位置后，所述可编程控制器通过所述粉碎I/O模块发送控制信号到所述粉碎预铣电磁阀以及刀具变频器，所述粉碎预铣电磁阀通电并控制所述粉碎预铣气缸工作，所述刀具变频器在接收到控制信号后则控制所述刀具电机工作将工件两侧多余的量进行切削粉碎。
4.根据权利要求1所述一种高速双端封边机的控制系统，其特征在于：所述涂胶控制单元包括上熔胶控制单元以及下熔胶控制单元，所述上熔胶控制单元包括上熔胶温控器、上熔胶接触器、上熔胶感温探头、压胶直流驱动器、压胶电机以及若干上熔胶发热管；所述下熔胶控制单元包括下熔胶温控器、下熔胶接触器、下熔胶感温探头、下熔胶变频器、涂胶轴电机以及若干下熔胶发热管；所述I/O总模块还包括上熔胶I/O模块以及下熔胶I/O模块；
所述上熔胶温控器和所述下熔胶温控器均通过所述串行通讯单元与所述可编程控制器通信连接，上熔胶温控器用于控制上熔胶感温探头感知所述上熔胶发热管的温度，下熔胶温控器用于控制下熔胶感温探头感知所述下熔胶发热管的温度；
所述可编程控制器通过所述上熔胶I/O模块控制所述上熔胶接触器和压胶直流驱动器工作，所述上熔胶接触器根据接收到的信号控制若干上熔胶发热管工作，所述压胶直流驱动器根据接收的信号控制所述压胶电机工作；
所述可编程控制器通过所述下熔胶I/O模块控制所述下熔胶接触器和下熔胶变频器工作，所述下熔胶接触器根据接收到的信号控制若干下熔胶发热管工作，所述下熔胶变频器根据接收的信号控制所述涂胶轴电机工作。
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