西门子6ES7214-2AS23-0XB8售后无忧

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一、系统概述

带刀片皮机成为近年来皮革制品企业使用为普遍的机械之一 也成为近来各类皮革展会的热点。该机适用于对皮革制品行业中宽4 20mm，厚8mm 以下的硬、软皮料进行片薄、片匀处理。

制鞋生产中的帮片，按照工艺的需要，对于材料的厚度都有着一定的尺寸要求，但制革厂生产的皮革厚度往往大于帮片的设计尺寸，这时就需对帮片进行整体片削，使帮片的各个部件达到工艺要求的均匀的厚度。整个机器的结构示意图如下所示：

二、系统结构

带刀片帮机主要由带刀机构、送料机构、磨刀机构、传动机构和集尘装置等部份组成。

1、送料机构：带刀片帮机送料辊的转动系由多速电机带动，有三种不同的转速．可依据片削的要求选择其中一种速度．其送料速度在每秒钟0．1米至0．36米之间。为避免片削后帮片左右厚薄不匀的现象，调节上下送料辊时应注意使上下送料辊的轴线与带刀刃口保持平行。

2、除尘结构：由主风机（吸取皮的粉末）和辅助风机（吸取砂轮的粉末）组成，工作时自动运行。

3、磨刀结构：有一个砂轮电机驱动，从刃磨机构操纵门l2内进行调节，磨刀砂轮移向带刀刃口进行刃磨。

4、带刀机构：由一个电机驱动环状带形薄刀作循环的快速回转，对材料进行片削。适于将薄形软件作整体片薄，也可对帮片进行局部剖分，例如将前帮的前尖部份进行局部剖分以便置入热塑性的包头，从而简化工艺、降低成本。使用专用的托模，带刀片帮机还可对帮片的特殊部位进行片削。进刀的位置可由标尺l指示。有些带刀片帮机采用重锤顶刀装置。其刀口始终处于工作位置则无需进行此项调节，为了观察刃口的情况，大多数机器面板处都设有观察窗，可通过放大镜对刃口进行观测。带刀刃口应在带刀全部长度上磨出并应保持平直、无跳动和晃动现象。带刀用窄以后需进行换刀。换刀时，将旧刀刃口倒钝后松开从动刀轮，退出旧刀换上新刀，重新张紧从动刀轮。带刀的张紧应适度，不得过紧或过松。主动刀轮和从动刀轮的轴线位置均可调节，其目的是使带刀运转时处于正确的位置，出厂时都已进行过jingque的调整，一般不应随意调节，以保证机器良好的工作状态。

5、进料厚度的测量装置：厚度调节手轮带动一个1K的精密电位器转动，把厚度的变化转变到电阻的变化，通过电压转化得到0-10V的标准信号，转变成0-2000的数字信号，通过在高点、低点的对应关系，得到厚度的测量。

三、系统控制

主要电气元器件如下：

四、应用效果

该机带刀片皮机采用液晶触摸屏显示，具有友好的人机界面。片削厚度用数字显示准确,并可设定片皮速度，具有自动进刀定位装置，刀具无需调整，自动调整刀具与压板之间的间隙使片皮精度更高、采用变频宽范围无级调速，进料速度可获得理想的片皮质量。达到了客户的应用要求。

1 引言

　　随着机械行业的技术进步和市场的不断发展，市场需要更高的加工精度和工作效率，普通机床已经远远不能满足用户的要求，数控机床在市场中所占的比重越来越大。价格合理的数控系统是数控机床市场竞争力的重要因素，太原机床厂C515立式车床采用DELTAEH系列PLC加DVP01PU-H单轴定位模块，非常方便的实现了速度控制、定位控制、原点复归、手摇轮MPG输入等多种功能，不仅满足数控设备的功能要求，响应速度快，价格合理，值得借鉴。

2 项目简介

　　太原机床厂设计制造的C515单柱立式数控车床，属于大型车床的一种。大加工直径2300mm；大加工高度1000mm；大切削量7mm；小进给量10um。

2.1 主辅传动

（1）驱动部分采用1台30KW高压伺服系统控制工作平台的旋转，2台1.6KW大惯量伺服系统控制水平（X轴）、垂直（Z轴）方向的进给。

（2）传动部分采用减速机和滚珠丝杠加滑块传动，水平（X轴）方向10um/20 pulse、垂直（Z轴）方向10um/30pulse。

2.3 控制要求

（1）通过操作按钮实现水平（X轴）、垂直（Z轴）方向的点动（点动速度通过手调电位器控制）。

图1单柱立车结构

（2）过操作按钮实现水平（X轴）、垂直（Z轴）方向变速移动（移动速度通过手调电位器控制），可以随时中止，且不影响下一动作。

（3）原点复归功能。

（4）手摇轮可以迅速且准确的实现水平（X轴）、垂直（Z轴）方向进给，单步小进给10um，进给速度与手摇轮转动速度一致。

（5轮控制模式需提供低（x1）、中（x5）、高（x10）共3个速度，既可用于单步定位，又可用于快速移动，方便用户操作。

3 台达数控解决方案

3.1 配置设计

　　根据系统分析，选用台达EH 系列高性能PLC作为主控单元。DVP 32EH00T（32点200Khz高速输出型主机） + DVP48HP00R（48点继电器扩充24D＋I24DO） + DVP 04AD-H（4点AI扩充） + DVP01PU-H（单轴定位扩充） + DVP 01PU-H（单轴定位扩充）。 其中DVP32EH00T主机可输出200K开基极脉冲信号，用于控制工作平台旋转的30KW 380V高压伺服；2个DVP01PU-H单轴定位模块分别用于控制水平（X轴）、垂直（Z轴）方向的进给；DVP04AD-H模拟量采集模块用于检测2路电位器调节的电压值作为设定的工作速度。

3.2 主机简介

　　DELTA EH PLC，程序容量15872steps，处理速度0.24us，输入/输出点数大各256个，可扩展8个功能模块，自带双通讯口（可扩COM3）采用MODBUS协议，Easybbbb功能可方便实现集联，自带4路高速脉冲输入（高2路达200K），DVP20EH00T和DVP32EH00T机型支持双路200K脉冲输出。是一款功能强大的PLC主机。系统变量定义如表1所示。

表1系统变量定义

3.3 模拟量采集模块简介

　　DVP 04AD-H是一款4路14位模拟量采集模块，既可以单独使用，通过RS485通讯远程控制，也可以作为EHPLC的功能扩展，使用FROM/TO指令控制操作，精度高，响应速度快。

3.4 伺服定位模块简介

　　DVP 01PU-H单轴定位模块，是一款非常实用的速度/位置控制模块，专门用于步进和伺服系统的速度/位置控制的功能。DVP01PU-H单轴定位模块使用简便、功能完善、响应速度快、价格合理。不仅可接受LSN/LSP/DOG等开关量信号，还可接受200K的A/B相脉冲信号（差动或5-24V开基极）作为手摇轮MPG脉冲输入，可输出200K差动脉冲信号（支持正负脉冲、脉冲加方向、AB相信号），支持电子齿轮比。运行命令（#CR31）提供软件START、软件STOP、点动JOG及原点复归功能的使用。工作模式设定能够实现速度控制、定位控制、手摇轮MPG输入等多种功能。

4 软件开发

　　该数控车床重要的控制要求是准确的位置控制、变速度控制和快速的响应速度。使用了三个功能模块，主要功能全部通过PLC模块来实现，全部程序不足1000steps。

4.1 开发要点

　　由于大量使用FROM/TO语句，使用时需注意以下几点：

（1）为了控制程序扫描时间，建议规划使用FROM/TO语句。

模块功能和状态的初始化语句，只需开机时执行一次，建议采用M1002作为执行条件；需要不断刷新和调整的采样或控制指令，可使用M1012上升/下降沿作为执行条件定期执行。

其他需条件满足才执行的语句，建议采用TOP语句，或以相关条件的上升/下降沿作为执行条件。终的目的是减少执行次数，缩短程序扫描时间。

（2）为避免开始运行时由于初始化内容过多而导致PLC报警，请将D1000中的WDT时间延长。

（3）DTO语句的每批次写入双字节，如果结尾为Kn，则表示写入n个双字节数。

4.2 模入模块编程

DVP 04AD-H是一款4路14位模拟量采集模块。各路数据采集程序：

4.3 单轴定位模块编程

DVP01PU-H模块使用注意：

（1）设定工作模式#CR32前必须先停止输出。

（2）点动JOG模式，运行中无法改变速度，且不受软件START / STOP功能制约。

（3）变速运行模式可以在工作过程中修改速度，但运行方向需要通过设定#CR23位移量的正负或修改#CR5的旋转方向来实现。

（4）建议采用相对位移模式。

编程案例：垂直（Z轴）手摇轮MPG输入控制功能启动（选用不同速比）：

5 结束语

　　设备调试完成后，获得了企业领导与技术研发以及操作人员的满意，提出要在其他设备上推广使用，并对台达系列产品的功能产生浓厚的兴趣。DELTAPLC产品拥有多种功能扩展卡和扩展模块，提供多种便利指令，通过RS485接口能够方便并经济地实现多机集联，功能强大，使用灵活。在数控设备设计和改造领域及其他定位控制领域拥有广阔的市场

1.引言

　　海宁某太阳能机械配件生产企业，原来主要生产太阳能热水器的配件为主，由于国内近年来太阳能热水器产业的迅猛发展，带动了其配件行业的壮大，其装备业还停留在原有基础上，以通用冲床设备加简易工装来实现，无法满足大批量、高质量产品的需求，迫切需要专用的自动冲床来满足日益扩大的生产需要。应客户请求，配套开发应用于太阳能热水器行业专用的自动冲床控制系统。

（图1） 自动冲床

2.自动冲床简介

　　本系统采用台达新一代高性能PLC---DVP28SV11T，作为该控制系统的控制器，该PLC是台达针对市场多轴传动控制开发的PLC产品，可以轻松实现4轴200K高速脉冲输出，支持两轴圆弧和直线插补。

　　考虑到行业产品多规格、多品种的要求，该系统采用台达DOPAE57BSTD触摸屏作为人机数据交换的平台，大大方便了用户进行参数修改、监控系统状态、故障查询和运行操作。

　　进给送料的定位精度和重复定位精度是冲床系统的重要指标，也是生产高质量产品和高生产效率的保证。送料系统采用台达新一代伺服产品ASD-B系列，满足控制和高响应性的要求。

　　冲床的冲压部采用台达VFD-M迷你型矢量变频器控制，满足用户冲压速度无级可调的要求，可以根据生产要求调节冲压速度。

2.1基本架构

　　自动冲床系统包括冲压部、物料夹钳、X轴送料机构、Y轴送料机构、变频调速控制、伺服传动机构和操作台等组成。

2.2 动作流程

手动方式：冲床的动作以步进的方式工作，每完成一个动作，按一下“启动”按钮，执行下一步动作，直至冲压整个动作完成，并停在原点位置，等待下次任务。

在手动模式下，不考虑冲头和X轴送料的配合，屏蔽安装在冲压部大飞轮上的进料检测用接近开关。该模式主要用于调试和新产品试产。

自动方式：

　　自动模式就是通过程序进行控制送料和冲压的整个过程，X轴进给的控制通过安装在冲压部飞轮上的两个接近开关，来检测冲压部运行的位置，其中一个接近开关作为冲压完成，开始送料信号，另一个接近开关作为停止送料信号，如果X轴在此信号到来前还没有完成送料，系统报警并停机，确保不产生次品，保证产品质量。

　　自动模式流程见上图，在执行自动流程时，冲压部是一直在工作的，X轴的送料是在冲压部冲压完成离开工件到下一次到达工件之间完成的，送料启动信号是安装在冲压部飞轮上接近开关信号。

3.系统设计及选型

3.1冲压部传动系统

　　冲压部采用台达VFD-M变频器拖动三相异步电机，功率为5.5KW，额定转速1440转/min。PLC通过MODBUSRS485通讯方式控制变频器的启动/停止和调速，参数设置和操作在HMI上实现。

　　冲压部速度设定值，决定X轴送料的小速度。因为X轴每次送料时间必须小于冲压部上下往返一次的时间，否则就会拉坏工件或者冲错位置，造成次品。

X轴送料时间（t）和冲压部变频器设定频率(f)关系如下：

t= f / 50 *（60/1440） （单位：秒）

假设变频器设定频率为50HZ，则X轴每次送料的大时间为0.0417秒。

3.2送料传动系统

　　送料传动部分采用台达ASD-B系列交流伺服系统，通过1：1传动比的带动滚珠丝杆，驱动送料工作台前进和后退。

X轴采用台达小惯量1KW伺服电机，型号：驱动器ASD-B1021-A，电机ECMA-C31010ES。

Y轴采用台达小惯量0.4KW伺服电机，型号：驱动器ASD-B0421-A，电机ECMA-C30804E7。

X轴丝杆导程：20mm；

Y轴丝杆导程：10mm；

设计要求：送料精度要求：>mm；

X轴送料速度：>20米/min；

Y轴送料速度：>10米/min；

控制精度计算如下：

通过以下计算得出单个脉冲对应的送料长度，即为控制精度。

X轴小送料距离=20mm/10000*1=0.002mm

Y轴小送料距离=10mm/10000*1=0.001mm

以上计算，X轴和Y轴的小送料距离均小于mm，满足设计要求。

速度要求计算如下：

X轴大速度=200K/10000*20*1*60=24000mm/min=24m/min>15m/min,满足速度设计要求。

Y轴大速度=200K/10000*10*1*60=12000mm/min=12m/min>10m/min,满足速度设计要求。

　　以上是不采取电子齿轮比的情况下计算所得，如果采用电子齿轮比，伺服马达工作在大转速（3000rpm/min）情况下，大速度：X轴可以达到60米/min，Y轴可以达到30米/min，如果采用电子齿轮比，会降低送料的控制精度。

4.PLC与HMI选型

4.1输入信号统计：

X轴送料手动操作按钮：手动向左和手动向右（2点）

Y轴送料手动操作按钮：手动向前和手动向后（2点）

X轴和Y轴原点信号：2点（接近开关）

自动操作按钮：自动启动和自动停止（2点）

冲头位置信号：上位和下位（2点）---接近开关信号（NPN）

手动夹钳按钮：1点

紧急停止按钮：1点

手动/自动切换：1点（切换开关）

以上总计输入点数：13点。

　　考虑到DVP28SV机种输入点数有限（16点输入），把X轴左右极限开关（2点）和Y轴前后极限信号（2点）直接接到伺服驱动器上，减少硬件的扩充，降低成本，也提高了系统的安全可靠性。

4.2输出信号统计：

脉冲输出（Pulse+Sign）：4点（Y0，Y1）（Y2，Y3）

夹钳电磁阀：1点

冲头电磁铁接触器：1点

冲头控制接触器：1点

共7点

　　基于以上考虑，PLC选择DVP-28SV11T。具体功能参数为：200Kpps脉冲输出，16点输入/12点输出。台达PLC和变频器标准配置的RS485通讯口，满足变频器通讯控制的要求，也减少控制点数。

5.HMI画面与PLC程序设计

6.1部分画面示例：

6.2 PLC程序

　　主程序采用步进指令实现，减少误动作的发生，简单明了，逻辑清晰。在控制精度保证上，整个程序的运算全部采用浮点数运算，减少计算误差，如：孔间距、Y轴进给距离、手动速度、自动送料的速度等的设定，在换算成脉冲数或者脉冲频率的过程中，全部采用浮点运算。经过实际验证，计算误差小于0.001mm。

　　考虑到丝杠在正反运行中的背隙问题，本程序提供背隙的补偿参数，根据实际情况进行调整。

　　考虑到操作的便利性，根据现场操作习惯，在手动模式下，在任何阶段都可以切换到自动运行，大大方便操作。

7.结束语

　　本控制系统虽说达到预期的设计要求，自动化程度不是高，用户考虑到成本问题，上料和下料全部采用人工手动的方式。如果在上料和下料工位，分别采用气动吸盘取料，伺服控制来控制物料的左右和上下移位，将大大提高设备的自动化程度，完全可以做到无人操作。

　　本系统主要控制元件全部采用台达机电产品，一体化的整合方案，既降低了设备的制造成本，也大大提高了系统的安全可靠性，充分体现了台达机电产品高性能和高性价比的特点，为客户赢得可观的经济效益。