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基于PLC的数控冲床的控制系统研究

2014/4/28    来源:万方数据    作者:吴国军  周广吉  张军花      
关键字:PLC  数控  冲床  
一般的PLC能很好地实现顺序控制功能,而PLC的运动控制单元(MC单元)能很好地完成轨迹控制。此外有些MC单元支持G指令编程,可与PLC灵活地交换数据。基于以上几点,介绍一种基于PLC的数控冲床控制系统的设计。此类控制系统的推广应用,可降低CNC控制系统的成本。

1 引言

  数控冲床主要是对各种板材如普通钢板、不锈钢及铝板等进行冷压成形或冲孔加工。广泛应用于汽车,航空航天,纺织机械,电气和电子以及开关柜等行业。最近几年,国内钣金加工设备需求出现新变化,数控钣金加工设备呈迅速普及的态势。数控冲床、数控折弯机、数控剪板机、数控激光切割机成为钣金加工的新宠,而传统的钣金加工设备和工艺已很难满足部分客户对加工精度、成本、效率、交货期等方面的需求。随着我国经济的高速发展,各类数控机床的使用越来越普及,因此数控冲床具有很大的市场前景。

  常规的CNC控制系统由运动控制器和内装式PLC组成,分别完成轨迹控制和顺序控制。专用控制系统的缺点是互换性差,各个CNC生产厂家的控制系统在硬件上不能互换。根据控制技术趋同性的规律,PLC厂家推出了运动控制单元(MC),即以PLC为主控制器,由MC单元完成轨迹控制。

目前,很多品牌的PLC都有运动控制单元供选择,如欧姆龙公司的MC421/221,台达公司的PM系列高阶运动控制型PLC,三菱Q系列运动控制器等等。

2 系统总体结构设计

  2.1 数控冲床的工作过程:

  系统上电后,按下启动按钮,系统工作。将工件放到指定位置,按下气动夹紧开关,工件被气动装置夹紧。按下自动模式开关,系统按照指定的程序工作。控制X,Y方向的电机,将工作台移动到指定位置。松定位转盘的定位销,后控制一个电机带动转盘,选择所需的模具后插定位销,将转盘精确定位。接着控制另外一个电机,通过机械装置带动冲头工作,冲出要求的孔。当工作台超出行程时,碰到限位开关,系统给出报警和指示灯闪烁。参照数控冲床的工作过程,主要的功能需求如表1所示:

表1 系统功能需求分析

系统功能需求分析

  2.2 系统硬件组成

  CS系列可编程控制器采用模块式结构,可根据用户的需要构成不同的组合。本系统选用的模块有:CPU底板(5槽)CS1W-BC052、CPU单元CS1GCPU44H、I/O输入单元CS1W-ID211、I/O输出单元CS1W-OD212、运动控制单元MC421。

  参照表1系统功能需求分析,确定控制系统结构组成如图1所示。

系统框架
图1 控制系统框架

  2.3 I/O的分配

  在CS1 CPU中,部分I/O存储器分配给每个单元。根据分配方式,单元分为下列3组。见表2。

 单元区分组

责任编辑:陈浩
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