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1  引言
    plc控制油壓車床是表殼等小五金加工開發(fā)的機(jī)電一體化集成設(shè)計(jì)專用項(xiàng)目。基于臺達(dá)機(jī)電自動化平臺的油壓車床以其高剛性、高精度、高品質(zhì)、高效率、高壽命、性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)廣泛用于表殼加工行業(yè)。項(xiàng)目亦可用于小型軸、套類加工。該機(jī)床采用了性能穩(wěn)定的臺達(dá)es系列plc和dop-a57cstd彩色人機(jī)界面做為控制中心，使設(shè)備操作簡單、直觀，人機(jī)界面人性化的控制程序輸入方式設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)換程序簡單快捷，使操作者發(fā)揮自如。自動化程度高，大量生產(chǎn)節(jié)省人力、物力，能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)的高效化、優(yōu)質(zhì)化。自動化油壓車床外形如圖1所示。

圖1  自動化油壓車床外形

2  系統(tǒng)構(gòu)成及工藝參數(shù)
    自動化油壓車床主軸軸承采用進(jìn)口p4級主軸專用軸承，主軸自動油潤滑，保證機(jī)床高精度、壽命更長。主軸電機(jī)選用雙速帶高性能剎車系統(tǒng)。程控液壓推動多刀刀架保證加工尺寸準(zhǔn)確、穩(wěn)定。刀具中心高度可調(diào)節(jié)，操作方便，效率更高。精心設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)，使機(jī)床空運(yùn)轉(zhuǎn)時，液壓卸荷，節(jié)約電力，降低液壓系統(tǒng)溫度上升，延長油泵壽命；并安裝溫度、壓力補(bǔ)償裝置，重復(fù)加工時非常穩(wěn)定、可靠。電控箱、液壓箱、冷卻液箱均置于機(jī)箱內(nèi)，減少占地面積，使機(jī)床外觀整體化。車床技術(shù)參數(shù)如附表所示。

3  油壓車床操作界面設(shè)計(jì)
    基于臺達(dá)機(jī)電自動化平臺的油壓車床操作界面是本項(xiàng)目區(qū)別于傳統(tǒng)油壓車床最明顯的標(biāo)志，為小型機(jī)床運(yùn)行帶來人性化的透明操作功能。
    開機(jī)后，在人機(jī)界面初始界面圖2上點(diǎn)擊進(jìn)入主菜單畫面圖3，根據(jù)工藝需要按加工工藝選擇手動單步圖4或全自動圖5等進(jìn)入不同的加工方式，選擇手動單步情況下總共列有五種工藝程序流程，在選擇下一個加工工藝時，前一工藝過程自動運(yùn)行完成后，才執(zhí)行下一流程。在單步運(yùn)行情況下，當(dāng)選擇完單步程序鎖定圖3設(shè)置后，此時程序只能運(yùn)行鎖定的當(dāng)前程序，其他四種程序不能運(yùn)行，若要運(yùn)行其他程序，請先解除程序鎖定功能。

圖2  初始界面

圖3  主菜單畫面

    泵電機(jī)具有自動保護(hù)功能，機(jī)器在30分鐘內(nèi)無任何動作，泵電機(jī)將停止工作，若要繼續(xù)使用請先啟動泵。主軸的高低速選擇在全自動人機(jī)界面圖5上操作完成。除手動外，其他程序的運(yùn)行都是以外部啟動按鈕為給定信號的。當(dāng)設(shè)備運(yùn)行過程中，將主菜單人機(jī)界面如圖2畫面上點(diǎn)擊運(yùn)行監(jiān)控畫面觸摸按鈕，將畫面切換到運(yùn)行監(jiān)控畫面圖6進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)控。

圖4  手動單步加工畫面

圖5  全自動加工畫面

圖6  運(yùn)行監(jiān)控畫面

 圖7  托板延時設(shè)置畫面

4  自動化加工系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.1 es系列plc的i/o接口
    (1) 行程開關(guān)(開關(guān)量輸入)定義：sl1-x11下托板前進(jìn)到位；sl2-x12下托板慢進(jìn)；sl3-x13下托板回位；sl4-x14上托板前進(jìn)到位；sl5-x15上托板慢進(jìn)；sl6-x16上托板回位。
(2) 閥件(開關(guān)量輸出)定義：yv1-y14下托板前進(jìn)閥；yv2-y15下托板慢進(jìn)閥；yv3-y16上托板前進(jìn)閥；yv4-y17上托板慢進(jìn)閥。
4.2 工藝流程設(shè)計(jì)
    該機(jī)種具有五種單步固定工藝流程，用于五種不同規(guī)格產(chǎn)品的加工。
    (1) 單步工藝流程1描述：開車啟動，恢復(fù)原點(diǎn)，閥yv1得電，下托板前進(jìn)碰到下托板慢進(jìn)限位sl2后開始慢進(jìn)進(jìn)行，下托板慢進(jìn)碰到前進(jìn)到位限位sl1后執(zhí)行下托板延時(圖7)的設(shè)定值，時間到后yv1，yv2斷電，下托板回原位。

    (2) 單步工藝流程2描述：開車啟動，恢復(fù)原點(diǎn)，閥yv1得電，下托板前進(jìn)碰到下托板慢進(jìn)限位sl2后閥yv2得電下托板開始慢進(jìn)，下托板慢進(jìn)碰到前進(jìn)到位限位sl1后執(zhí)行下托板延時(圖六)的設(shè)定值，時間到后閥yv1,yv2斷電下托板回退，碰到回退到位限位sl3信號后上托板前進(jìn)閥yv3得電上托板前進(jìn)，上托板前進(jìn)碰到上托板前進(jìn)到位sl4限位后，下托板前進(jìn)閥yv1再次得電，下托板前進(jìn)碰到下托板慢進(jìn)限位sl2后閥yv2得電下托板開始慢進(jìn)，下托板慢進(jìn)碰到前進(jìn)到位限位sl1后執(zhí)行下托板延時(圖7)的設(shè)定值，時間到后閥yv1,yv2斷電下托板回退，碰到回退到位限位sl3信號后上托板前進(jìn)閥yv3斷電，上托板回位。

    (3) 單步工藝流程3描述：開車啟動，恢復(fù)原點(diǎn)，閥yv1得電，下托板前進(jìn)碰到下托板慢進(jìn)限位sl2后閥yv2得電下托板開始慢進(jìn)，下托板慢進(jìn)碰到前進(jìn)到位限位sl1后閥上托板前進(jìn)閥yv3得電上托板前進(jìn)，上托板前進(jìn)碰到上托板慢進(jìn)sl5限位后，上托板慢進(jìn)閥yv4得電，上托板慢前進(jìn)碰到前進(jìn)到位限位sl4后閥yv1,yv2斷電下托板回退，碰到回退到位限位sl3信號后上托板前進(jìn)閥yv3，yv4斷電，上托板回位。

    (4) 單步工藝流程4描述：開車啟動，恢復(fù)原點(diǎn)，閥yv1得電，下托板前進(jìn)碰到下托板慢進(jìn)限位sl2后閥yv2得電下托板開始慢進(jìn)，下托板慢進(jìn)碰到前進(jìn)到位限位sl1后閥上托板前進(jìn)閥yv3得電上托板前進(jìn)，上托板前進(jìn)碰到上托板慢進(jìn)sl5限位后，上托板慢進(jìn)閥yv4得電，上托板慢前進(jìn)碰到前進(jìn)到位限位sl4后執(zhí)行上托板延時(圖7)的設(shè)定值，時間到后閥yv3,yv4斷電上托板回退，上托板回退碰到回退到位限位sl6信號后下托板前進(jìn)閥yv1，yv2斷電，下托板回位。

    (5) 單步工藝流程5描述：開車啟動，恢復(fù)原點(diǎn)，閥yv1得電，下托板前進(jìn)碰到下托板慢進(jìn)限位sl2后閥yv2得電下托板開始慢進(jìn)，下托板慢進(jìn)碰到前進(jìn)到位限位sl1后閥上托板前進(jìn)閥yv3得電上托板前進(jìn)，上托板前進(jìn)碰到上托板慢進(jìn)sl5限位后，上托板慢進(jìn)閥yv4得電，上托板慢前進(jìn)碰到前進(jìn)到位限位sl4后執(zhí)行上托板延時(圖7)的設(shè)定值，時間到后閥yv3,yv4斷電上托板回退，下托板前進(jìn)閥yv1，yv2保持前進(jìn)位不動。 

         
    (6) 全自動工藝流程：開車啟動，恢復(fù)原點(diǎn)，閥yv1得電，下托板前進(jìn)碰到下托板慢進(jìn)限位sl2后閥yv2得電下托板開始慢進(jìn)，下托板慢進(jìn)碰到前進(jìn)到位限位sl1后執(zhí)行下托板延時(圖六)的設(shè)定值，時間到后閥yv1，yv2斷電下托板回退，碰到回退到位限位sl3信號后上托板前進(jìn)閥yv3得電上托板前進(jìn)，上托板前進(jìn)碰到上托板慢進(jìn)sl5限位后，上托板慢進(jìn)閥yv4得電，上托板慢前進(jìn)碰到前進(jìn)到位限位sl4后執(zhí)行上托板延時(圖7)的設(shè)定值，時間到后閥yv3,yv4斷電上托板回退，上托板回退碰到回退到位限位sl6信號后下托板前進(jìn)閥yv1再次得電進(jìn)入下一個循環(huán)。

4.3 設(shè)備系統(tǒng)保護(hù)
    在人機(jī)界面內(nèi)通過宏指令讀出系統(tǒng)設(shè)定時間，分別賦值給不同的數(shù)據(jù)寄存器，如圖8所示，運(yùn)行過程中通過自定義輸入時間年月日和系統(tǒng)本身時間進(jìn)行監(jiān)控比較，程序判斷當(dāng)系統(tǒng)時間超過設(shè)定時間時，系統(tǒng)自動停止運(yùn)行，如圖9所示。

圖8  系統(tǒng)設(shè)定時間賦值

圖9  自定義運(yùn)行時間

5  結(jié)束語
    本項(xiàng)目已經(jīng)通過設(shè)備調(diào)試，各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)。臺達(dá)plc，人機(jī)界面在表殼等小五金加工油壓車床設(shè)備當(dāng)中的成功應(yīng)用，得到客戶的好評。