CN204515475U - 一种棒材截料机的控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种棒材截料机的控制系统，属于机械加工控制技术领域。它解决了现有技术中棒材截料机不具备完全自动化的功能的问题。本棒材截料机的控制系统包括PLC，PLC的输入端连接有按钮模块和传感器模块，PLC的输出端连接有伺服驱动器输入端、棒材处理模块以及报警模块，伺服驱动器输出端连接有伺服电机，控制系统还包括交流电机，交流电机和伺服电机由三相电源供电，PLC由两相电源供电，PLC根据按钮模块信号和传感器模块输送的信号分别控制伺服驱动器和棒材处理模块工作以完成棒材的自动截断。本控制系统能够使棒材截料机实现全自动功能，提高了工作效率，节省了时间成本。

Description

一种棒材截料机的控制系统

技术领域

本实用新型属于机械加工控制技术领域，涉及一种棒材截料机的控制系统。

背景技术

将整根长条金属棒材分截成所需长度的短棒材以便后续加工，如将棒材热锻、冷镦、车切、磨削成各种零配件，如铆钉、螺栓、阀门、轴类等。整根长条金属棒材包括采用铁、铜或铝等金属制成截面呈圆型或六角型等规则的棒材。

目前，将整根长条金属棒材批量分截成短棒材主要通过冲床冲截或锯床锯切完成。采用冲床冲截存在着噪声大、工人劳动强度大、料头浪费多等问题；采用锯床锯切方式存在效率低下，锯缝材料损耗，锯条损耗大等的弊端。

为此，人们开始设计研究能够自动截断棒材的机器，例如中国专利于2011年10月05日所公告的一种名为履带式全自动棒材送料机构(CN201997986U)的实用新型专利，其特征在于：包括有上、下安装板，上、下安装板上分别固定设置有一组皮带轮，两组皮带轮之间构成棒材夹持输送区，所述的每组皮带轮包括有两个转轮和套接在转轮上的由橡胶材料制成的履带，所述上、下安装板上设置有促使上下安装板夹紧的夹紧机构。通过上述方案，能够实现对棒材的自动送料，然后通过冲切截断。该实用新型虽然实现了自动送料过程，但是对于如何截断棒材还是需要人工控制，也就是说，并不是真正意义上的自动截断功能。此外，中国专利还公开了一种棒材截料机(公告号CN104384290A)，包括机架，机架上设有棒材送料装置，其特征在于，所述棒材送料装置的入棒口处设有能将棒材持续向棒材送料装置推送的棒材进料机构，棒材进料机构设置在机架上；棒材进料机构推送棒材速度大于棒材送料装置推送棒材速度，所述棒材进料机构具有滚轮且滚轮能相对于棒材打滑；棒材送料装置的出棒口处设有主切刀组件和截断油缸，主切刀组件的定刀固定在机架上，主切刀组件的动刀与机架滑动连接，截断油缸的缸体与机架相连，截断油缸的活塞杆与主切刀组件的动刀通过增力传动机构相连。该装置缺乏一种控制系统，以实现全自动送料以及截料功能。

发明内容

本实用新型针对现有的技术存在上述问题，提出了一种棒材截料机的控制系统，其所要解决的技术问题是：如何控制机器实现从送料到截断的完全自动化功能。

本实用新型通过下列技术方案来实现：一种棒材截料机的控制系统,其特征在于，所述控制系统包括PLC，所述PLC的输入端连接有用于控制所述棒材截料机各项功能的按钮模块和用于检测棒材截料机中棒材位置的传感器模块，所述PLC的输出端连接有伺服驱动器输入端、棒材处理模块以及报警模块，所述伺服驱动器输出端连接有用于控制棒材输送速度以及定位的伺服电机，所述控制系统还包括用于输送棒材的交流电机，所述交流电机和伺服电机由三相电源供电，所述PLC由两相电源供电，所述PLC根据按钮模块信号和传感器模块输送的信号分别控制伺服驱动器和棒材处理模块工作以完成棒材的自动截断。

本控制系统通过设置传感器模块检测棒材在棒材截料机中的不同位置，继而由PLC对后续的执行机构进行控制，对棒材进行输送、夹紧、抬料、剪切、分拣等操作，实现棒材的全自动截断。

在上述的一种棒材截料机的控制系统中，所述按钮模块包括均与PLC的控制信号输入端连接的自动启动按钮、试截料启动按钮、急停按钮、伺服报警按钮、自动/试截模式选择按钮和暂停按钮。用户可以通过按钮模块选择输入合适的指令，使PLC更具指令有选择的执行各项功能，实用性更广。

在上述的一种棒材截料机的控制系统中，所述传感器模块包括设置于棒材截料机上用于对棒材缺料和补料进行检测的传感器一、用于对开机首根棒材进行检测的传感器二、用于棒材成品剪切时对主刀架的滑台的后退位置进行检测的传感器三、用于棒材成品剪切时对主刀架的滑台的前进位置进行检测的传感器四，所述传感器一、传感器二、传感器三和传感器四均与PLC的检测信号输入端连接，所述传感器模块还包括设置于副刀架上的用于对尾料位置进行检测的传感器五、用于对尾料剪切时副刀架的滑台后退位置进行检测的传感器六和用于对尾料剪切时副刀架的滑台前进位置进行检测的传感器七，所述传感器五、传感器六和传感器七均与PLC的检测信号输入端连接。通过各个传感器对棒材位置、滑台位置等进行检测，便于实时调整棒材位置、滑台位置以及输送棒材等操作，多传感器检测能够使得棒材剪切的位置更加精准。

在上述的一种棒材截料机的控制系统中，所述棒材处理模块包括用于补料时夹紧棒材的夹紧缸一、用于从动链轮副夹紧的夹紧缸二、用于主动链轮副夹紧的夹紧缸三和用于主刀架剪切时对棒材压顶的夹紧缸四，用于棒材成品剪切时进行抬料的抬料缸一和用于尾料剪切时进行抬料的抬料缸二，用于对主刀架所剪切的棒材成品、尾料进行分拣的分拣缸，设置于主刀架上用于对棒材进行剪切的剪切缸一和设置于副刀架上用于对尾料进行剪切的剪切缸二，所述夹紧缸一、夹紧缸二、夹紧缸三、夹紧缸四、抬料缸一、抬料缸二、分拣缸、剪切缸一和剪切缸二均通过双作用电磁阀控制，每个所述双作用电磁阀均与PLC的控制信号输出端连接。棒材处理模块通过对棒材执行夹紧、抬料、剪切以及分拣等操作，完成棒材的全自动截断。

在上述的一种棒材截料机的控制系统中，所述报警模块包括与PLC的控制信号输出端连接的电源指示灯和缺料报警指示灯。通过设置电源指示灯使得用户能够实时了解棒材截料机工作时的电源状态，通过设置缺料报警指示灯能够方便用户了解棒材截料机的工作状况，及时补充棒材，避免机器闲置。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：1、通过按钮模块，可以方便用户的选择面更广，操作更加灵活；2、通过在棒材截料机上各个位置设置传感器进行检测，使得棒材截断更加精确，避免浪费棒材；3、实现了全自动棒材截断功能，提高了工作效率，节省了时间成本。

附图说明

图1是本实用新型棒材截料机的控制系统所控制的棒材截料机的俯视结构示意图。

图2是本实用新型棒材截料机的控制系统所控制的棒材截料机的剖视结构示意图。

图3是图2中A向结构示意图。

图4是图2中B向结构示意图。

图5是本实用新型棒材截料机的控制系统原理框图。

图6是本实用新型棒材截料机的控制系统电路图。

图中，1、夹紧缸一；2、夹紧缸二；3、夹紧缸三；4、夹紧缸四；5、抬料缸一；6、抬料缸二；7、分拣缸；8、剪切缸一；9、剪切缸二；10、主刀架；11、副刀架；12、棒材；13、传输机构；14、送料架；M1、伺服电机；M2、交流电机；Q1、传感器一；Q2、传感器二；Q3、传感器三；Q4、传感器四；Q5、传感器五；Q6、传感器六；Q7、传感器七；L1、电源指示灯；L2、缺料报警指示灯；SB3、自动启动按钮；SB4、试截料启动按钮；SB5、急停按钮；SA2、伺服报警按钮；SA1、自动/试截模式选择按钮；SB6、暂停按钮。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例，并结合附图对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

本实施例中，将该棒材截料机的控制系统应用于记载在中国专利文献中申请公布号为CN 104384290A的棒材截料机上。如图1所示，棒材截料机，棒材截料机包括机架，主刀架10设置在机架的左端，副刀架11设置在机架的右端。如图2所示，主刀架10右侧设置夹紧缸四4，夹紧缸四4右侧连接传输机构13，传感器二Q2设置在传输机构13的入口处，夹紧缸三3设置在传输机构13下方，伺服电机M1设置字夹紧缸3下方用于驱动传输机构13输送棒材，交流电机M2设置在伺服电机M1右侧，用于执行棒材的补料输送。送料架14设置在传输机构13右侧，夹紧缸二2设置在送料架14上，传感器一Q1设置在送料架14上位于传输机构13的输出口附近，夹紧缸一1设置在传感器一Q1的右侧，传感器五Q5设置在副刀架11的右侧。如图3所示，机架左端上方设置了主刀架10，主刀架10上分别设置了传感器三Q3和传感器四Q4，抬料缸一5设置在主刀架的右侧，主刀架10下方，设置了分拣缸7和剪切缸一8。如图4所示，副刀架11的上方还设置了传感器六Q6和传感器七Q7，在机架右端且位于副刀架11下方设置了剪切缸二9。

如图5所示，本棒材截料机的控制系统包括PLC，PLC的输入端连接有用于控制棒材截料机各项功能的按钮模块和用于检测棒材截料机中棒材12位置传感器模块，PLC的输出端连接有伺服驱动器输入端、棒材处理模块以及报警模块，伺服驱动器输出端连接有用于控制棒材12输送速度以及定位的伺服电机M1，控制系统还包括用于输送棒材12的交流电机M2，交流电机M2和伺服电机M1由三相电源供电，PLC由两相电源供电，PLC根据按钮模块信号和传感器模块输送的信号分别控制伺服驱动器和棒材处理模块工作以完成棒材12的自动截断。其中，本实施例中，PLC的型号为FX1S-60MT，伺服驱动器的型号为EP100-3A。

结合图6所示，按钮模块包括与PLC引脚X1连接的自动启动按钮SB3、与PLC引脚X2连接的试截料启动按钮SB4、与PLC引脚X3连接的急停按钮SB5、与PLC引脚X4连接的伺服报警按钮SA2、与PLC引脚X5连接的自动/试截模式选择按钮SA1和与PLC引脚X6连接的暂停按钮SB6。传感器模块包括设置于棒材截料机上用于对棒材12缺料和补料进行检测的传感器一Q1、用于对开机首根棒材12进行检测的传感器二Q2、用于棒材成品剪切时对主刀架10的滑台的后退位置进行检测的传感器三Q3、用于棒材成品剪切时对主刀架10的滑台的前进位置进行检测的传感器四Q4，传感器一Q1、传感器二Q2、传感器三Q3和传感器四Q4分别与PLC的引脚X10、PLC引脚X11、PLC的引脚X12和PLC的引脚X13连接。传感器模块还包括设置于副刀架11上的用于对尾料位置进行检测的传感器五Q5、用于对尾料剪切时副刀架11的滑台后退位置进行检测的传感器六Q6和用于对尾料剪切时副刀架11的滑台前进位置进行检测的传感器七Q7，传感器五Q5、传感器六Q6和传感器七Q7分别与PLC的引脚X14、引脚X15和引脚X16连接。需要说明的是，PLC的引脚X1至引脚X6为控制信号输入端，引脚X10至引脚X16为检测信号输入端。

棒材处理模块包括用于补料时夹紧棒材12的夹紧缸一1、用于从动链轮副夹紧的夹紧缸二2、用于主动链轮副夹紧的夹紧缸三3和用于剪切时主刀架10对棒材12压顶的夹紧缸四4，用于棒材成品剪切时进行抬料的抬料缸一5和用于尾料剪切时进行抬料的抬料缸一6，用于对主刀架10所剪切的棒材成品、尾料进行分拣的分拣缸7，设置于主刀架10上用于对棒材12进行剪切的剪切缸一8和设置于副刀架11上用于对尾料进行剪切的剪切缸二9。棒材处理模块通过对棒材12执行夹紧、抬料、剪切以及分拣等操作，完成棒材12的全自动截断。需要说明的是，本实施例中，夹紧缸一1、夹紧缸二2、夹紧缸三3、夹紧缸四4、抬料缸一5、抬料缸一6、分拣缸7、剪切缸一8和剪切缸二9均通过双作用电磁阀控制，每个双作用电磁阀均连接到PLC的控制信号输出端上，具体来说，控制夹紧缸一1的双作用电磁阀分别与PLC的引脚Y4和引脚Y5连接，控制夹紧缸二2的双作用电磁阀分别与PLC的引脚Y6和引脚Y7连接，控制夹紧缸三3的双作用电磁阀分别与PLC的引脚Y10和引脚Y11连接，控制夹紧缸四4的双作用电磁阀分别与PLC的引脚Y12和引脚Y13连接，控制抬料缸一5的双作用电磁阀分别与PLC的引脚Y14和引脚Y15连接，控制抬料缸二6的双作用电磁阀分别与PLC的引脚Y16和引脚Y17连接，控制分拣缸7的双作用电磁阀分别与PLC的引脚Y20和引脚Y21连接，控制剪切缸一8的双作用电磁阀分别与PLC的引脚Y22和引脚Y23连接，控制剪切缸二9的双作用电磁阀分别与PLC的引脚Y24和引脚Y25连接。

在本实施例中，输入的三相电需经过变压器T1将380v交流电经变压为210V交流电后才可输送给伺服电机M1。此外，三相电中选取一相再经变压器T2变压后输送给PLC，作为PLC的电源。

进一步的，为了防止棒材截料机经常处于待机状态，在控制系统中设置了报警模块，该报警模块包括与PLC的引脚Y31连接的电源指示灯L1和与PLC的引脚Y32连接的缺料报警指示灯L2。通过设置电源指示灯L1使得用户能够实时了解棒材截料机工作时的电源状态，通过设置缺料报警指示灯L2能够方便用户了解棒材截料机的工作状况，及时补充棒材12，避免机器闲置。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (5)

1.一种棒材截料机的控制系统,其特征在于，所述控制系统包括PLC，所述PLC的输入端连接有用于控制所述棒材截料机各项功能的按钮模块和用于检测棒材截料机中棒材(12)位置的传感器模块，所述PLC的输出端连接有伺服驱动器输入端、棒材处理模块以及报警模块，所述伺服驱动器输出端连接有用于控制棒材(12)输送速度以及定位的伺服电机(M1)，所述控制系统还包括用于输送棒材(12)的交流电机(M2)，所述交流电机(M2)和伺服电机(M1)由三相电源供电，所述PLC由两相电源供电，所述PLC根据按钮模块信号和传感器模块输送的信号分别控制伺服驱动器和棒材处理模块工作以完成棒材(12)的自动截断。

2.根据权利要求1所述的一种棒材截料机的控制系统，其特征在于，所述按钮模块包括均与PLC的控制信号输入端连接的自动启动按钮(SB3)、试截料启动按钮(SB4)、急停按钮(SB5)、伺服报警按钮(SA2)、自动/试截模式选择按钮(SA1)和暂停按钮(SB6)。

3.根据权利要求2所述的一种棒材截料机的控制系统，其特征在于，所述传感器模块包括设置于棒材截料机上用于对棒材(12)缺料和补料进行检测的传感器一(Q1)、用于对开机首根棒材(12)进行检测的传感器二(Q2)、用于棒材(12)成品剪切时对主刀架(10)的滑台的后退位置进行检测的传感器三(Q3)、用于棒材(12)成品剪切时对主刀架(10)的滑台的前进位置进行检测的传感器四(Q4)，所述传感器一(Q1)、传感器二(Q2)、传感器三(Q3)和传感器四(Q4)均与PLC的检测信号输入端连接，所述传感器模块还包括设置于副刀架(11)上的用于对尾料位置进行检测的传感器五(Q5)、用于对尾料剪切时副刀架(11)的滑台后退位置进行检测的传感器六(Q6)和用于对尾料剪切时副刀架(11)的滑台前进位置进行检测的传感器七(Q7)，所述传感器五(Q5)、传感器六(Q6)和传感器七(Q7)均与PLC的检测信号输入端连接。

4.根据权利要求3所述的一种棒材截料机的控制系统，其特征在于，所述棒材处理模块包括用于补料时夹紧棒材(12)的夹紧缸一(1)、用于从动链轮副夹紧的夹紧缸二(2)、用于主动链轮副夹紧的夹紧缸三(3)和用于主刀架(10)剪切时对棒材(12)压顶的夹紧缸四(4)，用于棒材(12)成品剪切时进行抬料的抬料缸一(5)和用于尾料剪切时进行抬料的抬料缸二(6)，用于对主刀架(10)所剪切的棒材(12)成品、尾料进行分拣的分拣缸(7)，设置于主刀架(10)上用于对棒材(12)进行剪切的剪切缸一(8)和设置于副刀架(11)上用于对尾料进行剪切的剪切缸二(9)，所述夹紧缸一(1)、夹紧缸二(2)、夹紧缸三(3)、夹紧缸四(4)、抬料缸一(5)、抬料缸二(6)、分拣缸(7)、剪切缸一(8)和剪切缸二(9)均通过双作用电磁阀控制，每个所述双作用电磁阀均与PLC的控制信号输出端连接。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种棒材截料机的控制系统，其特征在于，所述报警模块包括与PLC的控制信号输出端连接的电源指示灯(L1)和缺料报警指示灯(L2)。