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激光切割机双工作台交换的控制发展现状、控制功能特点简介
作者: 发布时间:2019-07-22 10:33

随着近年来激光切割技术应用的普及,人们对激光切割机的加工效率提出了更高的要求。早前绝大多数激光切割机都采用双层交换式升降wwwag8工作台,当双层工作台中的一层在加工区域进行加工时,可以在另一层工作台上完成上、下料工作,两层工作台交替使用可以减少上、下料停机等待时间,在很大程度上提高了设备的工作效率。


目前绝大多数升降工作台均采用液压驱动方式,在升降台的四角采用液压缸驱动,实现升降台的上下运动。液压式升降工作台在实际使用中存在一些不足:①同步性差,尤其是当出现偏载时不同步问题更加严重;②成本高,需要专门的一个液压站来提供液压油;③运行平稳性不好,启动、停止时会产生较大的冲击;④定位精度不高。上、下极限点停止的位置偏差较大。针对上述问题,我公司采用了高低双工作台的设计,高低台的结构简单,能够快速,平稳的交换。快速交换的工作台能大大减少工作台交换时间,提高工作效率。


激光切割机双工作台的交换控制简介


数控光纤激光切割机是简洁高效、经济实用的激光切割系统。数控激光切割机双工作台的控制系统也从普通的接触器、继电器控制,发展到目前的可编程控制器控制(PLC)。利用可编程控制器控制就比较的灵活,可以不改变任何的硬件,只要修改软件就可以改变激光切割机的一些功能。但目前的激光切割机的控制要求也和过去有了很大的区别,如:激光切割机是一种危险机械,需要非常高的可靠性,需要非常高安全性等等,这样原来的接触器、继电器控制就不能适应了,需要通过可编程控制器编程来实现很多的控制功能和安全功能。要实现激光切割机双工作台的连续交换,需要配置工作台运动电机、电机断路器、变频器、减速开关、到位限位开关、S7-200 SMART可编程控制器、电磁阀等各类电器元器件。


S7-200 SMART的技术特点


激光切割机工作台控制系统软件使用的可编程控制器S7-200 SMART型(图1),是西门子公司小型系列PLC中的S7-200升级款产品,输入为DC24信号,输出为DC24信号,输入输出点分别为36点输入、24点输出和24点输入、16点输出。提供不同类型、I/O点数丰富的CPU模块,单体I/O点数最高可达60点,可满足大部分小型自动化设备的控制需求。另外,CPU模块配备标准型和经济型供用户选择,对于不同的应用需求,产品配置更加灵活,最大限度的控制成本。

激光切割机双工作台交换的控制发展现状、控制功能特点简介

图1可编程控制器S7-200 SMART型


(1)选件扩展,精确定制。新颖的信号板设计可扩展通信端口、数字量通道、模拟量通道。在不额外占用电控柜空间的前提下,信号板扩展能更加贴合用户的实际配置,提升产品的利用率,同时降低用户的扩展成本;


(2)高速芯片,性能卓越。配备西门子专用高速处理器芯片,基本指令执行时间可达0.15μs,在同级别小型PLC中遥遥领先。一颗强有力的“芯”,能让您在应对繁琐的程序逻辑,复杂的工艺要求时表现的____;


(3)以太互联,经济便捷。CPU模块本体标配以太网接口,集成了强大的以太网通信功能。一根普通的网线即可将程序下载到PLC中,方便快捷,省去了专用编程电缆。通过以太网接口还可与其他CPU模块、触摸屏、计算机进行通信,轻松组网;


(4)三轴脉冲,运动自如。CPU模块本体最多集成3路高速脉冲输出,频率高达100 kHz,支持PWM/PTO输出方式以及多种运动模式,可自由设置运动包络。配以方便易用的向导设置功能,快速实现设备调速、定位等功能;


(5)软件友好,编程高效。在继承西门子编程软件强大功能的基础上,融入了更多的人性化设计,如新颖的带状式菜单、全移动式界面窗口、方便的程序注释功能、强大的密码保护等。在体验强大功能的同时,大幅提高开发效率,缩短产品上市时间。


激光切割机双工作台交换控制的编程


激光切割机双工作台交换控制的开发平台是基于STEP7-MicroWIN SMART软件,利用编程软件编写PLC控制语言。图2为主程序编写,图3为工作台进退部分程序的编写。表1、表2为输入点和输出点的定义。

激光切割机双工作台交换的控制发展现状、控制功能特点简介


激光切割机双工作台交换的控制发展现状、控制功能特点简介



激光切割机双工作台交换的控制功能特点


(1)程序编写的功能。


利用STEP7-MicroWIN SMART对各个输入和输出信号进行编写和修改,对输入和输出信号进行功能配置。STEP7-MicroWIN SMART提供了三个用于创建程序的编辑器:梯形图(LAD),语句表(STL),功能块图(FB___________>

(2)程序上传和下载功能。


S7-200 SMART可实现CPU、编程设备和HMI之间的多种通信,通过软件里设置IP地址,来实现程序的上传和下载功能。


(3)工作模式确认功能。


通过软件可以实现对S7-200 SMART工作模式的确认,使可编程控制器运行状态处于RUN或者STOP。


(4)双工作台交换程序的监控功能。


利用软件和CPU之间的通讯,可实现对程序的监控,通过对程序运行的监控,可以了解工作台的运动状态,在报警的情况下可以快速解决报警,监控输入和输出信号的状态。


(5)双工作台的连续交换功能。


在确认没有任何报警的情况下,把工作台电机的断路器打到ON的状态,设置变频器参数,机床Z轴回原点,气缸接通空气,按住机床操作面板工作台进和工作台退按钮,直到上下工作台到达限位,气缸夹紧,电机抱闸。松开操作面上的工作台进和工作台退按钮,实现上下工作台之间的平稳交换。


(6)通过点动工作台前进和后退来调整工作台位置的功能。


在确认没有任何报警的情况下,把工作台电机的断路器打到ON的状态,设置变频器参数,机床Z轴回原点,气缸接通空气,按下并松开机床操作面板工作台进和工作台退按钮,点动工作台前进后退,不断调整工作台的位置,使工作台的限位位置和夹紧气缸位置相对应,使降速和限位信号有效。从而使工作台高效安全的交换。


(7)数控操作系统控制工作台交换的功能。


将数控系统中BCL3766 I/O控制板上的输出点接到S7-200 SMART上的输入信号,打开CYPCUT软件的平台配置,配置BCL3766上的输出信号为自定义按钮并设置成自锁,打开CYPCUT软件,在数控菜单栏,通过点按和连续按住工作台进和工作台退,使双工作台进行前进后退的点动前进和连续交换。


(8)气压监控功能。


激光数控切割机的工作台的交换需要气缸控制,当气缸没气或气压不够时,工作台的交换将不能进行,同时气缸将不能夹紧,通过软件监控PLC会检查到气缸夹紧和气缸退检没有输出信号。


(9)电机过载监控功能。


机床过载时,超载开关动作,机床过载后,变频器会显示超载报警,工作台会停止交换,变频报警信号,会使变频器停止工作。从而停止工作台的前进和后退。


(10)切割头防撞的功能。


机床在运行过程中,切割头会对板材表面进行跟随切割,当切割头不在原点位置时不能进行工作台的交换,这就避免了上下工作台交换过程中切割头被撞的风险,使机床的性能得到保护。


(11)安全功能。


1)急停按钮。


急停按钮采用自锁钮,当出现紧急情况时,按下急停按钮,机床停止工作,待故障排除后,将按钮旋转复位,使其恢复正常工作。机床共有2个急停按钮,操作面板上1个和按钮站上1个,按下任何一个急停按钮都会停止机床工作。


2)光电保护(此功能选用)。


可以在工作台的两侧,安装光电保护装置,由它通过发射红外线,产生保护光幕,当光幕被遮挡时,装置发出遮断信号给PLC,将信号点接入到S7-200 SMART的输入信号,控制PLC来切断工作台运动的动作。


结束语


本文简单介绍了激光切割机双工作台交换的控制发展现状、控制简介,编程软件的介绍,功能技术特点、参数等。S7-200 SMART可编程控制器广泛应用于各种行业如机械制造、电气自动化等行业,拥有突出的性能特点,利用STEP7-MicroWIN SMART软件进行控制程序的编写,并将控制程序写到激光切割机的控制系统中,实现激光界面和外部PLC互相通信。从而使激光切割机双工作台能够连续、快速、精确、安全、平稳的交换。


——摘自《钣金与制作》2019年第6期


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