摘要:針對3MZ147軸承外圈溝磨床電氣系統存在的問題,使用三菱FX系列PLC和海泰克HITECH人機界面對原系統進行升級改造。詳細介紹了改造工作的設計方案和實施方法。機床經改造后使用效果良好,也為同類機床的改造提供一定的參考作用。
3MZ147自動軸承外圈溝磨床是上世紀90年代初期的軸承生產設備,以國產PLC作為控制主機,實現生產過程的自動化控制。由于主機殘舊破損,且相關類型的產品已淘汰停產,導致電氣系統故障頻繁且難以修復,機床不能正常運行,嚴重影響正常生產,亟需改造升級。為此決定使用三菱小型PLC及臺灣海泰克觸摸屏,對原機床電氣
控制系統進行升級改造,恢復機床的正常運行。
1、磨床的結構及其工作流程
整機的主要機械部件有機械手、工作臺、磨架、進給機構、補償機構、修整器,以及行程開關等發訊部件和電磁閥等執行部件。機床的工作狀態分為自動、調整和長期修整三種。3MZ147磨床的自動循環工作過程包括上料、上磁、磨架進、跳進、快趨、粗進給、精進給、光磨,以及修整器修整、補償等動作,在PLC的控制下按編制好的工作程序自動完成。調整狀態時,機床的各種動作可分別單獨操作。長期修整狀態則對砂輪進行連續修整的動作。
2 、PLC的選型及輸入輸出端子的分配
原機床PLC的輸入輸出端子共80個,數量較多。經過篩選,除了保留各種行程開關和電磁閥占用的輸入輸出端子外,充分利用新加裝的觸摸屏的強大功能,將原來操作面板上的開關、旋鈕和指示燈盡可能用觸摸屏中的控制部件代替,以達到節省PLC端口數量、簡化接線和降低故障率的效果。
其中,原來光磨延時的時間設置及計數修整的數量設置共使用16個輸入點,現使用觸摸屏的數值輸入功能,即可實現各數值的設置和顯示,不占用PLC的輸入點。原來執行各個調整動作的鈕子開關及其他旋鈕共使用11個輸入點,現使用觸摸屏的多功能觸摸開關,即可實現原有的功能,不占用PLC的輸入點。
原來顯示機床工作狀態及報警的指示燈共使用5個輸出點,現使用觸摸屏的指示燈及報警功能,即可實現相關的功能,不占用PLC的輸出點。通過對PLC和觸摸屏的整合,把PLC的輸入輸出點數壓縮到40點,即可完全滿足機床控制的需要。最后確定PLC選用三菱FX1N-40MR,觸摸屏選用臺灣海泰克PWS1711。
3 、PLC程序的設計
PLC 的程序按照原機床PLC程序的工作流程設計。由于原程序流程是采用步進指令設計的,而三菱FX 系列PLC 編程語言中也有相類似的步進順控(STL)指令,故參考原來的程序可以很方便地編制出三菱PLC的工作程序,稍加調試便可正常運行 。
4、觸摸屏畫面的設計
觸摸屏的主要功能有:數據的輸入和顯示,設備狀態實時信息的顯示,報警處理,以及觸摸開關、指示燈等功能豐富的控制部件 。
觸摸屏的主畫面是機床正常工作時顯示的畫面,上面設有機床各種實時信息的顯示,設置了一些控制機床工作狀態的按鈕,通過觸摸畫面底部的一組觸摸開關,主畫面可以很方便地切換到其他畫面。見圖1。手動畫面上設置了一系列觸摸按鈕,用來控制機床在調整狀態時各部件分別單獨動作。見圖2。
圖1 主畫面 圖2 手動畫面
參數畫面上設有幾個設值按鈕,可方便設置各種工作參數。見圖3。報警畫面則在報警發生時顯示相應的報警信息。見圖4。
圖3 參數畫面 圖4 報警畫面
輸入輸出畫面則實時顯示各輸入輸出端口的狀態。見圖5。
圖5 輸入輸出畫面
5、結束語
在3MZ147磨床電氣控制系統的改造中,采用了新型的PLC和觸摸屏,不僅能夠完全滿足機床工作的要求,而且大大簡化了系統的硬件,降低了系統的故障率。利用觸摸屏顯示的各種信息,操作、維修人員能更方便、準確地掌握機床的運行狀態和故障部位,大大提高了生產效率。另外,3MZ147外圈溝磨床改造工作的成功,也為其他同類磨床的改造提供了可供借鑒的經驗。
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