基于PLC的车床切屑压块机控制系统探究

基于 PLC的车床切屑压块机控制系统探究

项波 田佳美 王潇男 王张军 张盟

天津职业技术师范大学 300000

摘要：随着PLC技术在实际应用中的不断完善，在很大程度上解决了传统机械控制系统的不足之处。提高了机械自动控制设备的工作水平，大大简化了繁琐的操作过程。近年来，PLC控制技术的日趋成熟，使我国在机械自动控制方面有了质的飞越。通过机械自动化与PLC技术的完美结合，不仅改善了加工企业的工作质量，而且还提高了加工企业的生产效率。本文主要从PLC技术的特点和应用情况出发，进一步对PLC技术在车床切屑压块机控制系统中的应用展开分析与探讨。

关键词：PLC技术；车床切屑；压块机；自动控制；应用

1、传统车床切屑压块机概述

车床是机械加工中常用的一种设备，其主要功能是利用车刀对旋转的工件进行车削加工。车床一般分为卧式车床和立式车床，主要靠手工操作，其在生产加工时会产生大量的金属碎屑。传统的压块机在技术革新之前，由于金属碎屑装运大量滞留，导致物体压制生产规模缩小。同时，压块质量、体积达不到规定要求，传统金属屑压块机设计方式已不能满足生产需要。为了提高金属屑压块机利用率，必须制定切实可行的自动化控制方式，尽量减少浪费，提高行业的经济效益，促进行业稳定高效运行。

2、车床切屑压块机机械组成及工作原理

金属屑压块机生产线主要由料仓、上料输送装置、压块机和出料输送装置组成。工作时，将金属屑送入料仓，通过料仓内螺旋轴的挤压，金属屑落到上料输送带上。上料输送装置将金属屑送入压块机中，通过压块机内的压辊在偏心轴上绕主轴旋转，金属屑不断被挤压并从环模孔中成型出来。成型压块落到出料输送装置上进行打包装袋。但是，由于金属屑本身的松散特性以及人工上料，导致生产线产量低、能耗高且不能实现规模化生产。因此，提出将PLC控制技术应用于金属屑生产线，可有效提高生产效率、降低人工成本，并可用于规模化生产。

3、PLC控制技术及其特点

3.1PLC技术简介

随着科学技术的不断进步为我国工业发展提供了可靠的技术保障，在大量科学技术支持下，尤其是信息时代的到来，为工业化发展创造了良好的条件。PLC技术是可编程控制器的简称,其本质上属于计算机技术的一种。最初的设计目的是专门用于工业控制，在研发初期所使用的PLC技术称之为可编程逻辑控制器。但随着计算机技术与信息技术的发展及PLC自身技术的成熟，目前在实际应用中所使用的PLC技术已经远远超出了传统意义上的逻辑控制范围，不过习惯上仍称之为PLC。

3.2 PLC技术特点

3.2.1有较高的性价比，功能完备

PLC控制系统包含输入以及输出接口，加工企业可以根据自身的需求在外部连接辅助设备。在PLC控制系统的基础上不断完善自动化控制功能，满足个性化需求。同时PLC控制器内部设置了大量的可编程软件供用户使用，具有较高的性价比及功能完备性。

3.2.2有较强抗干扰能力，可靠性高

在传统的机械自动化控制设备中，系统内部存在较多的接线，故障率高灵活性差。但是PLC技术是建立在计算机技术上，应用辅助继电器取代了机械触电继电器。通过PLC技术有效解决了触点接触不良等故障问题，大大降低了设备运行过程中的故障率。同时，根据PLC控制器的运行原理，其控制指令的发送模式相对简单，使其具备较强的抗干扰能力。保证了在使用环境复杂情况下能够稳定运行。

3.2.3编程简单，方便使用

PLC系统通过编程语言就能够实现对控制方案的改变和调整，而不需要拆动硬件设施。开发周期不仅短，同时使用还非常方便。

4、基于PLC车床切屑压块机控制系统结构设计

4.1总体方案设计

根据机床数控改造的经验，通过对车床切屑压块机相关数据和自动进给数据分析，确定了车床切屑压块机自动送料及压块成型系统的总体设计方案。控制应当包括电机送料机构、垂直压紧系统、托辊机构、导柱和机架。控制系统采用PLC逻辑控制的形式，实现车床切屑压块机的自动化运行。通过人机界面设计和触摸屏接口技术，设置相应的参数进行实时控制，实现人机界面的人性化和自动化。

4.2控制系统设计

4.2.1液压控制回路设计

液压机构是控制的重要组成部分。为了保证控制压紧机构的稳定性和安全性，设计了液压回路。该机构采用液压缸压缩的方式工作，速度由调速阀控制，防止过大的压力和冲击力影响机械精度。通过增大液压器与物料之间的压力，提高物料的进给能力。可以根据不同的要求类型（方形、圆形等），设计不同形状的卡盘，使其在低压和侧向力作用下保持足够的稳定性。

4.2.2PLC控制系统设计

车床切屑压块机控制系统可预置物料尺寸、压缩方式等参数。可以通过初始化程序，自动查找机器的原点并记录。通过控制界面输入相关参数，操作完成后，X、Y方向步进电机将根据输入的参数自动处理。通过确认各传感器的状态，保证整个系统的自动运行。在自动送料程序中，通过协调执行机构和电机的有序运行，达到用户要求的目的。也可手动操作，利用设置的相应按钮，触碰按钮后完成用户要求的动作。同时应当设置断点及故障响应程序，对突发停电、设备故障、紧急停车、人为因素等引起的故障和事故进行响应和处理，以确保人员和设备的安全。

4.2.3触摸屏控制单元

触摸屏属于人机交互界面，可以显示当前的绝对坐标和相对坐标。同时能够显示已完成工作项的加工进度和加工方式选择，进入系统参数设置和程序仿真界面。其中系统参数设置界面主要包括系统电机、液压丝杠、系统运行时间等关键参数的设置。该界面能够实现调试过程中改变系统运行参数的功能，无需修改PLC程序，为系统调试提供了极大的方便。

5、结束语

综上所述，金属屑压块机设计思路不断创新，根据当前金属屑生产需要，制定合理的设计方案，这不仅能够提高金属屑利用率，而且还能减少环境污染，为员工提供健康、舒适的工作环境，这对加工企业良好形象树立、经济效益增加有促进作用。PLC技术随着科学技术的发展将会越来越完善，用途会越来越广泛。现代化的生产企业应当对PLC技术有充分的认识，应当引起足够的重视。此外，国家及相关部门应当加大对PLC技术的研发力度，使其不断更新与改进,能够更好的服务与社会发展。

参考文献

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