CN207851593U - 一种基于plc的机械加工系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种基于PLC的机械加工系统，包括上位机、PLC控制单元、人机界面和机械加工单元，PLC控制单元分别与上位机、人机界面和机械加工单元通信连接；PLC控制单元包括PLC可编程控制器、通讯模块和伺服驱动器组，通讯模块分别与PLC可编程控制器和人机界面通信连接，PLC可编程控制器的输出端与伺服驱动器组的输入控制端通信连接；上位机与通讯模块通信连接；机械加工单元包括伺服电机组和机械加工模块，伺服电机组与伺服驱动器组通信连接，并与机械加工模块固定连接。本实用新型解决了传统机械加工方式存在的生产效率低、加工周期长、实用性和精确度不高的一系列问题。
Description
技术领域
本实用新型属于工业控制技术领域，具体涉及一种基于PLC的机械加工系统。
背景技术
机械制造业水平与规模是衡量国家科技水平和经济实力的重要标志之一，机械制造业是国家经济的根基，它的发展直接影响到国民经济各部门的发展，也影响到国计民生和国防力量的加强，因此，很多国家都将机械制造业的发展放在首要位置，但是在机械制造业高速发展的今天，我国的很多机械制造工厂却还停留在传统机械加工的方式。
传统机械加工方式存在如下问题：
(1)传统机械加工采用工具对原料进行加工，生产效率很低，加工周期长，不能批量生产，而且需要大量的人力成本。
(2)由于传统机械加工是人工操作，所以在加工过程中存在精确度不高的缺点，导致实用性不高。
(3)传统机械加工通常是一人一机，不方便管理和检查工作情况。
实用新型内容
针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供的一种智能化、效率高、投入少、实用性和精确度高的基于PLC的机械加工系统，解决了传统机械加工方式存在的生产效率低、加工周期长、实用性和精确度不高的一系列问题。
为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种基于PLC的机械加工系统，包括上位机、PLC控制单元、人机界面和机械加工单元，PLC控制单元分别与上位机、人机界面和机械加工单元通信连接；
PLC控制单元包括PLC可编程控制器、通讯模块和伺服驱动器，通讯模块分别与PLC可编程控制器和人机界面通信连接，PLC可编程控制器的输出端与伺服驱动器的输入控制端通信连接；上位机与通讯模块通信连接；
机械加工单元包括伺服电机组和机械加工模块，伺服电机组与伺服驱动器通信连接，并与机械加工模块固定连接。
本方案的有益效果为：
上位机和人机界面通过PLC控制单元控制机械加工单元工作，提高了系统的智能性，提高了生产效率，减少了加工周期和人力成本，并且能够对生产状态进行在线监控和实时操作，提高了系统的实用性，机械加工模块提高了精确度。
进一步地，机械加工模块包括机械框架、工作台和机械臂，伺服电机组包括第一伺服电机、第二伺服电机和第三伺服电机，工作台和机械臂固定设置于机械框架上，机械臂的顶端与第三伺服电机固定连接。
进一步地，机械框架包括底座框架、竖直框架、第一移动架和第二移动架，底座框架和竖直框架垂直固定连接，第一移动架横向设置于底座框架上，第二移动架纵向设置于竖直框架上，工作台通过第一移动架与底座框架活动连接，机械臂通过第二移动架与竖直框架活动连接。
上述进一步方案的有益效果为：
操作方便，对原料进行准确加工，提高了生产效率，减少了加工周期和人力成本，提高了系统的实用性和精确度。
进一步地，第一移动架包括平行设置的丝杆和滑轨，第一移动架丝杆的一端与第一伺服电机的转轴端固定连接。
进一步地，第二移动架包括平行设置的丝杆和滑轨，第二移动架丝杆的一端与第二伺服电机的转轴端固定连接。
上述进一步方案的有益效果为：
操作方便，减少了加工周期，提高了系统的实用性。
进一步地，机械框架为铝合金型材制成。
上述进一步方案的有益效果为：
减轻了系统的重量，减少了投入，提高了系统的实用性。
进一步地，工作台为矩形金属板。
进一步地，通讯模块通过RS232串口总线分别与PLC可编程控制器和人机界面通信连接。
上述进一步方案的有益效果为：
RS232串口总线使不同的设备可以方便地连接起来进行通讯，提高了系统实用性。
进一步地，人机界面设置有自动工作按钮和手动控制按钮。
上述进一步方案的有益效果为：
操作方便、简单，提高了系统的实用性。
进一步地，还包括电源单元，电源单元分别与人机界面、PLC可编程控制器、通讯模块、伺服驱动器和伺服电机组电连接。
上述进一步方案的有益效果为：
为所需设备提供正常工作电压，保证了加工生产的正常运行。
附图说明
图1为基于PLC的机械加工系统结构示意图。
图2为PLC控制电路部分接线图。
图3为机械加工单元结构示意图。
其中：11、第一伺服电机；12、第二伺服电机；13、第三伺服电机；2、工作台；3、机械臂；4、底座框架；5、竖直框架；61、第一移动架；62、第二移动架。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的单元或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
如图1所示，一种基于PLC的机械加工系统，包括上位机、PLC控制单元、人机界面和机械加工单元，人机界面型号为DOP-B07S411，PLC控制单元分别与上位机、人机界面和机械加工单元通信连接，上位机通过PLC控制单元控制机械加工单元的工作，实现在线监控机械加工生产，人机界面将当前系统运行状态通过触摸显示屏进行反馈和显示，通过该触摸显示屏对系统运行过程进行实时操控；
PLC控制单元包括PLC可编程控制器、通讯模块和伺服驱动器，如图2所示，PLC可编程控制器型号为DVP-32EH，通讯模块型号为BCNet-DVP，伺服驱动器型号为ASD-B2-0421-B，通讯模块BCNet-DVP的以太网通讯端口X3与上位机连接，通讯模块的串行接口X1通过RS232串口总线与PLC可编程控制器连接，通讯模块的串行接口X1通过RS232串口总线与人机界面连接，实现上位机和人机界面与PLC可编程控制器的信息传输，完成信息交互与监控工作，PLC可编程控制器的脉冲输出端CH0(Y0、Y1)、CH1(Y0、Y7)和CH2(Y0、Y13)分别与伺服驱动器组的第一伺服驱动器、第二伺服驱动器和第三伺服驱动器的输入控制端通信连接，向伺服驱动器组发出控制信号；
机械加工单元包括伺服电机组和机械加工模块，伺服电机组包括第一伺服电机11、第二伺服电机12和第三伺服电机13，伺服电机型号为ECMA-C20604RS，分别与对应的第一伺服驱动器、第二伺服驱动器和第三伺服驱动器通信连接，PLC可编程控制器向伺服驱动器组发出控制信号时，伺服驱动器组控制伺服电机组的工作状态，实现上位机和人机界面对控制伺服电机组的工作状态，伺服电机组与机械加工模块固定连接，控制机械加工模块运行。
本实施例中，如图3所示，机械加工模块包括机械框架、工作台2和机械臂3，机械框架采用铝合金型材制成，放置加工原料的工作台2为一块25*25cm2的矩形金属板，一般还设置有固定原料的装置，工作台2和对原料进行加工的机械臂3固定设置于机械框架上，机械臂3的顶端与第三伺服电机13固定连接，控制机械臂3的运行，机械臂3本身为一个可上下运动的传动装置，属于现有技术，在此不予表述。
本实施例中，机械框架包括底座框架4、竖直框架5、第一移动架61和第二移动架62，底座框架4和竖直框架5垂直固定连接，构成了80*90cm2，高度为80cm的机械框架；第一移动架61横向设置于底座框架4上，包括平行设置的丝杆和滑轨，第一移动架61丝杆的一端与第一伺服电机11的转轴端固定连接，工作台2通过第一移动架61与底座框架4活动连接，当第一伺服电机11运行时，可带动工作平3台沿丝杆方向运动，记为X方向；第二移动架62纵向设置于竖直框架5上，包括平行设置的丝杆和滑轨，第二移动架62丝杆的一端与第二伺服电机12的转轴端固定连接，机械臂3通过第二移动架62与竖直框架5活动连接，当第二伺服电机12运行时，可带动机械臂3沿丝杆方向运动，该方向记为Y方向；而机械臂3本身为一个可上下运动的传动装置，该方向记为Z方向。由此，便构成了X-Y-Z三维空间运动系统，可对空间中的每一个点进行定位。
本实施例中，人机界面设置有自动工作按钮和手动控制按钮，对加工生产进行实时操作。
本实施例中，还包括电源单元，电源单元包括型号为PMT-24V150W的开关电源和市电接口，开关电源分别与人机界面、PLC可编程控制器和通讯模块电连接，为所需设备供电，市电接口分别与伺服驱动器组和伺服电机组电连接，为所需设备供电。
本实用新型提供的一种智能化、效率高、投入少、实用性和精确度高的基于PLC的机械加工系统，解决了传统机械加工方式存在的生产效率低、加工周期长、实用性和精确度不高的一系列问题。
以上所述仅为本实用新型的实施例，实施例用于理解实用新型的结构、功能和效果，并不用于限制本实用新型的保护范围。本实用新型可以有各种更改和变化，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于PLC的机械加工系统，其特征在于，包括上位机、PLC控制单元、人机界面和机械加工单元，所述PLC控制单元分别与上位机、人机界面和机械加工单元通信连接；
所述PLC控制单元包括PLC可编程控制器、通讯模块和伺服驱动器组，所述通讯模块分别与PLC可编程控制器和人机界面通信连接，所述PLC可编程控制器的输出端与伺服驱动器组的输入控制端通信连接；所述上位机与通讯模块通信连接；
所述机械加工单元包括伺服电机组和机械加工模块，所述伺服电机组与伺服驱动器组通信连接，并与机械加工模块固定连接。
2.根据权利要求1所述的基于PLC的机械加工系统，其特征在于，所述机械加工模块包括机械框架、工作台(2)和机械臂(3)，所述伺服电机组包括第一伺服电机(11)、第二伺服电机(12)和第三伺服电机(13)，所述工作台(2)和机械臂(3)固定设置于机械框架上，所述机械臂(3)的顶端与第三伺服电机(13)固定连接。
3.根据权利要求2所述的基于PLC的机械加工系统，其特征在于，所述机械框架包括底座框架(4)、竖直框架(5)、第一移动架(61)和第二移动架(62)，所述底座框架(4)和竖直框架(5)垂直固定连接，所述第一移动架(61)横向设置于底座框架(4)上，所述第二移动架(62)纵向设置于竖直框架(5)上，所述工作台(2)通过第一移动架(61)与底座框架(4)活动连接，所述机械臂(3)通过第二移动架(62)与竖直框架(5)活动连接。
4.根据权利要求3所述的基于PLC的机械加工系统，其特征在于，所述第一移动架(61)包括平行设置的丝杆和滑轨，所述第一移动架(61)丝杆的一端与第一伺服电机(11)的转轴端固定连接。
5.根据权利要求3所述的基于PLC的机械加工系统，其特征在于，所述第二移动架(62)包括平行设置的丝杆和滑轨，所述第二移动架(62)丝杆的一端与第二伺服电机(12)的转轴端固定连接。
6.根据权利要求2所述的基于PLC的机械加工系统，其特征在于，所述机械框架为铝合金型材制成。
7.根据权利要求2所述的基于PLC的机械加工系统，其特征在于，所述工作台(2)为矩形金属板。
8.根据权利要求1所述的基于PLC的机械加工系统，其特征在于，所述通讯模块通过RS232串口总线分别与PLC可编程控制器和人机界面通信连接。
9.根据权利要求1所述的基于PLC的机械加工系统，其特征在于，所述人机界面设置有自动工作按钮和手动控制按钮。
10.根据权利要求1所述的基于PLC的机械加工系统，其特征在于，还包括电源单元，所述电源单元分别与人机界面、PLC可编程控制器、通讯模块、伺服驱动器和伺服电机组电连接。
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| CN201820315220.7U CN207851593U (zh) | 2018-03-07 | 2018-03-07 | 一种基于plc的机械加工系统 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN110320852A (zh) * | 2019-07-27 | 2019-10-11 | 江苏倍川自动化设备有限公司 | 一种控制按钮的布线结构 |
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2018
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