基于PLC的铜排加工机的设计

本文主要介绍铜排加工机控制系统的设计。设计采用液压装置完成铜排的冲孔、剪切、折弯、压花等加工工艺。在冲孔部分，采用PLC的FM354定位模块、伺服电机及驱动实现铜排位置的精确定位，实现精确的冲孔。在折弯部分，采用直线光栅完成折弯的进度，并采用PLC完成折弯的弹性计算。整个系统采用PLC完成逻辑控制的保护。在人机对话方面，采用触摸屏完成冲孔和折弯的参数设置并传送到PLC，实现人与机器的信息交换。

【关键词】铜排 加工机 PLC

随着铜排在电气设备，特别是成套配电装置中得到了广泛的应用。对铜排的精度和加工工艺要求变高。

国内生产的铜排加工机，机械部分的精确程度完全可以适应高精度的铜排生产，而控制系统部分有很大一部分采用国外进口的技术，这是导致了生产铜排加工机成本变高的最大原因。鉴于上述的问题，很多相关的企业都希望有自主知识产权，开发出自主性强的控制系统通过对控制系统以及机械部分改进铜排加工机，能够生产高自动化的铜排加工机，使其能够满足高精度的铜排加工，并且价位较低。

1 铜排加工机的总体设计

铜排加工机对铜排加工分为冲孔，折弯，切断加工。对于这几个流程，都是独立的，所以可以拆分它们进行设计。

铜排加工机主要用于铜排的加工，对铜排进行冲孔，折弯，切断的加工。其结构特点如下：

（1）铜排加工机上装有冲孔、剪切、折弯三个基本加工单元，通过手动或脚踏开关可以分别或者同时进行铜排的冲孔、剪切、折弯的加工。

（2）铜排加工机具有多种加工功能，设备可以通过更换模具，可以完成工件的冲长孔、方孔、折平弯、立弯、压花、压平、扭麻花、压接线端子的多种加工。

（3）铜排加工机折弯单元为闭式结构、采用卧式加工方式，保证折弯单元结构强度。

（4）冲孔、剪切加工单元采用立式加工方式， 机器配有手动按钮和脚踏开关两种操作方式，操作简单，使用灵活方便

（5）四底脚既装有行走轮，方便移动，又有顶起调平装置，安装方便

2 系统的硬件组成

PLC广泛应用于国内外的机械、冶金、化工、汽车、轻工等行业中。若按应用类型来划分，PLC的应用领域大致可分为如下几个领域：

2.1 开关量逻辑控制

PLC的最基本的功能是逻辑运算、计时、计数等，可实现逻辑控制，常常取代传统的继电器控制系统。在中、高档数控机床的控制系统中，大多采用PLC+NC的控制方式，前者实现对开关t的控制，后者实现插补运算等功能。

2.2 闭环过程控制

大、中型PLC都有多路的模拟量输入输出和PID控制，这样，PLC可以用作模拟量控制，用于过程控制。

2.3 位置控制

较高档次的PLC都有位置控制模块，用于控制步进电动机或伺服电动机，实现对各种机械的运动控制及位置控制。

2.4 监控系统

用PLC可以构成监控系统，进行数据采集和处理，监控生产过程。

2.5 分布式控制系统

较高档次的PLC都有联网功能，通过联网可以将PLC与PLC、PLC与上位机连接起来，构成多级分布式控制系统。

在国内占有较高的PLC品牌有德国西门子，美国施耐德，罗克韦尔，日本欧姆龙，三菱等。本文采用国内较流行的西门子S7-300PLC，这款PLC 属于中高端机型。目前很多工科院校更新换代实验器材时，多采用此款PLC作为实验设备，这款PLC可以满足复杂控制的需要。

3 位置定位模块的设计

定位模块的脉冲输出方式由用户自己设定为独立地发出正向/反向脉冲序列或者是无方向脉冲序列和方向信号两种方式。电机的位移大小由输出脉冲数的多少决定，而位移的速度则由输出脉冲的频率控制。定位模块的脉冲数及脉冲频率是由处理器根据PLC的输出命令对脉冲发生器控制。

定位模块内部有自己的处理器和存储器，所以定位模块既可以受PLC主处理器控制，也接收控制台的外部输入信号（本文中主要是旋转编码器传送的信号）控制。定位模块的结构框图如图1所示。

参考文献

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[6]骆越峰、姚幼甫、毛毅中.连续挤压技术在铜加工中的应用及发展[J]. 有色金属加工，2010.

作者单位

1.黄石有色机电设备制造公司 湖北省黄石市 435000

2.大冶有色金属有限公司 湖北省黄石市 435000