PLC在弯管机中的应用

作者：郑州生元仪器有限公司

欢迎访问e展厅 展厅 10 锻压/冲压/轧制设备展厅 压力机, 空气锤, 锻压机床, 单柱液压机, 四柱液压机, ... 本文介绍了永宏PLC在弯管机上的使用。永宏PLC的浮点数及三角函数功能在设备的控制中起到了举足轻重的作用。 关键词：弯管机； PLC； 一、引言 管类结构具有强度高、刚度好、节省材料以及外形美观等特点，其成型加工性也很好，所以各种金属管材为主的中空截面型材被广泛应用于航空航天、车辆、石油化工、家具及交通运输等领域。管材弯曲加工是通过局部变形来产生整体连续变形的管件成型方法。管材弯曲加工方法的种类很多，按成型方法可以分为滚弯曲、模弯曲和无模弯曲三种；按弯曲时是否加热可以分为冷弯和热弯；按弯曲时有无芯棒可以分为有芯弯管和无芯弯管。近年来还出现了零半径钢管弯曲加工、热应力弯曲和激光弯曲等新的弯管技术。随着经济的发展和加工技术水平的提高，各行各业对各种型号弯管的需求迅速增长，对管材弯曲成形质量和精度，对管型加工效率都提出了越来越高的要求。弯管方法也由原来的手工弯制转变为现在的数控装备自动弯管，管件质量和生产效率都得到了极大提高。 二、项目简介 2.1 行业介绍 今年，我国机床工具行业的产品结构水平持续提升，技术创新能力显著增强，但在看到这些发展成就的同时，一系列制约行业发展的问题也随之而来。我们管材行业也有待提升发展进步，弯管机液压弯管机、全自动弯管机、数控弯管机、切管机、缩管机、金属圆锯机，行业技术更有待加深技术发展。 2.2 客户需求 在参数设置模块中要实现以下功能： 1、提供XYZ和YBC两种坐标方式的管形参数输入、显示、编辑和转换功能。 2、合理组织各类参数，提供简单方便的参数输入人机接口。对输入的参数作工艺性检查，对不合法的参数输入作警告的提示。 3、由管形参数自动计算管件长度和加工所需管料长度。 4、可输入14弯以下不限弯次的管形数据 5、其它功能如保存和加载各种参数。 2.3 解决方案 弯管机的控制由永宏PLC完成，通过PLC的输出点控制电磁阀来控制油缸，间接的控制油路系统，驱动执行机构的动作。高速脉冲输出控制伺服驱动器动作。 2.4 方案背景 永宏PLC便利的梯形图编程指令，大大提高了编程的效率，增强了程序的可读性。深受广大中小型PLC用户的青睐。 对于常用的2位3通电磁阀，永宏PLC直接通过输出触点便可控制。永宏PLC支持高速计数输入，最大可达920KHz。永宏PLC单机最多可有4组硬件高速计数器及4组软件高速计数器。 永宏PLC具有专用NC定位语言，单机最大四轴高速脉冲输出，最高频率可达920KHz，具多轴同动与直线插补功能。 永宏PLC具有强大的通讯功能，最高通讯速率可达921.6KHz，支持Modbus、自用通讯协议等常用的数据通讯协议，任意配置常用的RS-232和RS-485通讯拓展口。永宏PLC通俗易懂的指令集，可以简单便捷的完成PLC主机与其它设备的通讯。 三、控制系统的设计 3.1 硬件配置 主机型号为FBs-40MCT+FBs-8YT，触摸屏选用FT-070ST-T41R，还需选购电磁阀、光电开关、伺服电机等器材。以下是该设备的控制系统结构图（如图1） 3.2 控制工艺流程设计 以下是该设备的流程图（如图2） 3.3 电气配线设计 以下是PLC的I/O点配置图 以下是控制柜整体图（如图3） 四、软件设计 4、1 数据转换 在弯管机中，操作员输入的是笛卡尔坐标系的XYZ数据，运动机构接受的控制系统数据为弯管机专用PRB数据。XYZ坐标系与PRB坐标系的关系见图。故要模拟弯管机的运动，必须先进行坐标转换计算。 在弯管机上，P即两弯之间的直线距离，R即两弯所在平面的夹角，B即弯的角度。每次依顺序取4个点进行计算，如图 ，点P1 、P 2、P3、P 4的坐标为( x 1 , y 1, z 1) 、( x 2, y 2 , z 2 ) 、( x 3 , y 3, z3) 、( x 4 , y 4, z4)，P 2弯法向量为n 2 ，P3弯法向量为n3 五、设备调试 5.1 编码器输入的调试 弯管机在弯管时要求PLC读取的当前编码器值，并于设定角度进行比较，当到达时马上发生中断。（如图4） 5.2 整体的设备调试 通过对弯曲部分的调试，能读取到正确编码器值，就能调试弯管机的整体动作。以下是整体设备图（如图5） 六、难点分析 由于管形在空间的位置是比较复杂的，以若干点的坐标来描述管形，人们不易推想出管形的真实形状。况且，弯管机所使用的数据不是坐标点数据，而是弯管机专用PRB数据。因而，存储在计算机存储器内的坐标点数据还必须通过一系列矢量运算，计算出弯管所需要的弯管机专用PRB数据。 七、设备运行 设备调试完毕之后，客户对弯管机进行了一段时间的使用测试。该设备能够按照客户的控制效果完成各项工艺流程，生产出的弯管制品达到较高的工艺水平。 八、应用体会 通过该项目使我了解到永宏PLC在高速计数及高速脉冲方面的优势。永宏PLC强大的指令集，使程序编写更人性化，通俗易懂。表格设定使操作更简单，在项目中用到缓存器表格，通过此表格作为向导来设定高速脉冲指令的相关数据，使得操作过程更简单。硬件可靠性高，在设备的运行过程中，PLC持续运行，未出现异常，客户对永宏产品硬件性能表示肯定。

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