摘要  智能全自動液壓龍門下料機電氣控制系統采用LM系列專用高速運動控制模塊LM3106A做控制器，利用模塊自帶的2點高速PTO輸出，驅動縱向和橫向兩個步進電機工作，輔以觸摸屏進行設備控制和數據顯示。該控制系統可以實現下料位置的精確定位，保證設備正常運行并達到良好的控制效果。

　　關鍵詞  液壓龍門下料機；高速運動控制；PLC控制系統；觸摸屏

　　1 智能全自動液壓龍門下料機簡介

　　智能全自動液壓龍門下料機，適用于制鞋業、紡織品、皮革、橡膠、塑料、紙業、醫藥、體育用品、砂輪網片等沖壓下料作業。本機是計算機控制、液壓、氣動、機械傳動為一體的全自動機床。下料機沖裁程序，包括橫向、縱向、上下往復、自動進料、刀模自動旋轉等子程序，全部嵌入計算機中作為控制核心。人機界面使用全中文液晶顯示，操作簡便。整機實現智能化，減輕操作工的勞動強度，提高生產效率，既安全又方便。在同類產品中，具有新穎性。

　　2 設備結構

　　智能全自動液壓龍門下料機設備外形見圖1，其結構由整體底座、沖頭、橫向傳動定位、縱向傳動送料、油泵、氣缸和電氣控制系統等組成。

圖1 設備外形圖

　　沖頭部分作豎直和橫向運動，完成沖裁動作。豎直方向受油泵和氣缸控制做上下往復動作，往復一次完成一次沖裁。水平橫向由步進電機帶動蝸輪中螺母旋轉，使絲桿及與之相連接的水平移動軸向左或向右作水平移動，做沖裁定位。步進電機可保證定位準確。水平縱向傳動送料由步進經減速器減速后，經輸出軸皮帶傳動至送料齒輪完成送料部分的前移和后移動作，步進電機可保證送料長度的精確控制。

　　3 全自動下料工作原理

　　智能全自動液壓龍門下料機可進行錯位不減刀和錯位減刀兩種復雜生產工藝的運動控制，完成連續沖壓下料。錯位沖裁工藝可節省原料，降低成本。

圖2 錯位不減刀 



圖3 錯位減刀

　　圖2為錯位不減刀的加工工藝圖，一個往復沖料過程中橫向左移和右移沖裁刀數相同。圖3為錯位減刀的加工工藝圖，一個往復沖料過程中，向右沖裁過程比向左沖裁過程少一個沖裁動作。沖裁過程的初始定位距離、橫向錯位距離、相鄰刀之間的橫向距離以及縱向送料距離都可以設定。錯位不減刀和錯位減刀工藝的工作過程基本相同，程序流程見圖4（錯位不減刀）和圖5（錯位減刀）。

圖4 錯位不減刀



圖5 錯位減刀

　　4 控制系統介紹

圖6 控制系統結構圖

　　智能全自動液壓龍門下料機控制系統由控制部分、驅動部分和監控部分組成。系統結構圖見圖6。

　　4.1 控制部分

　　本系統采用LM系列專用高速運動控制模塊LM3106A控制。LM3106A是專為實現高速運動控制而設計的模塊，主要用于步進或伺服電機的定位控制。

　　LM3106A本體集成14通道24VDC輸入，10通道晶體管輸出，其輸出有2個公共端，輸出通道采用5-24VDC電源供電，具有兩路高速輸出，可做PWM(100KHz)或PTO(50KHz)使用，另外，還可以通過RS-232通訊口與觸摸屏進行通訊。

　　表1 系統I/O分配表

　　4.2 驅動部分

　　智能全自動液壓龍門下料機驅動部件包括橫向步進電機、縱向步進電機和豎直液壓氣動裝置。

　　步進電機及驅動器均采用和利時公司的產品，其中驅動器選擇三相混合式步進驅動器SH-32206，16種細分運行模式可選，最大驅動電流6A/相。下料及沖裁過程采用步進電機進行橫向沖裁定位和縱向送料定位，保證加工定位精度，可有效地節省原料，防止錯位廢料。

　　沖頭上下往復沖裁動作由油泵和氣動裝置完成，通過PLC控制電磁閥的得失電實現。

　　4.3 監控部分

　　上位監控部份由一臺和利時觸摸屏，配以監控軟件來完成。觸摸屏上可以進行動作操作，運行參數設定，工作狀態選擇以及顯示PLC的輸入輸出點工作狀態。圖7-圖8為觸摸屏部分監控畫面。

圖7 主操作畫面



圖8  系統參數畫面

　　5 總結提高

　　此設備采用性價比極高的和利時產品，包括PLC控制器、驅動器及觸摸屏。提供整體解決方案，替代原來的單片機控制系統，減少了干擾和不穩定因素的影響，保證設備正常運行并達到良好的控制效果。設備對橫向定位和縱向送料精度要求較高，采用步進電機進行橫向和縱向定位，走位準確，能夠滿足復雜工藝的要求。

　　參 考 文 獻

　　[1] 《LM系列PLC硬件手冊》，杭州和利時自動化有限公司，2008.1

　　[2] 《LM系列PLC軟件手冊》，杭州和利時自動化有限公司，2008.1

　　[3] 《LM系列PLC指令手冊》，杭州和利時自動化有限公司，2007.5