介绍由西门子S5 PLC和工业计算模块组成的6铜带分条机机的硬件配置和软件组成,详细阐述了该系统的过程控制、数据测量与计算、边缘控制系统和工艺调节。 
  关键词PLC;配置;控制;边缘控制;软件;系统 
  1.系统简介 
  1.1.分条机简介 
  精密铜带分条机在目前国内市场尚在起步阶段,国外的相关技术已相当成熟,国内目前大型的金属分条机制造商,主集中在钢带分条机的制造,在有色金属领域尚在研发阶段,从原理和工艺上讲钢带分条和有色金属分条大同小异,但在过程控制和精度求上完全不同,由于国内机械加工的工艺和精度制约了国内精密分条机的制造,尤其是在关键零部件制造上与国外同行业间的存在明显的差异。分条机的关键技术有两个,一是电气自动化控制,二是关键机械部件(切割头和刀具)的精度。 
  1.2.分条机的构成和功能 
  按照设备的结构,分条机主由以下几个部分组成控制装置、液压装置、开卷装置、切割装置、边缘控制调节装置、废料切除装置、摩擦装置、收卷装置、上下料装置。 
  2.分切流程(参见图一) 
  按照客户的求,作好刀具的排列并将刀具安装切割刀轴上,通过上料小车,将进行切割的母卷材料安放到开卷机上,并加紧。依次手动拉动材料通过张力控制装置,切割装置。摩擦力控制装置和收卷,做好系统运行前的准备工作。 
  启动设备,通过操作控制面板设定好切割的档位和速度参数,设定好张力控制值,点动设备并检查,设备运行设备运行厂后,切换到自动运行模式,并注意观察设备的运行状态,根据设备运行的实际情况手动补偿张力和摩擦力,同时注意边缘的变化,根据实际切割运行的位置,调整边缘到最佳位置。 
  3.系统控策略及功能实现 
  该设备的控制系统比较复杂,现以收卷装置、边缘控制装置、摩擦力控制装置和分条装置为例,说明该系统的主控制原理和功能实现。 
  3.1.收卷装置 
  收卷装置是该系统电气控制系统的最主单元,其控制原理主是根据操作控制设定的运行速度与编码器监测到的实际材料运行的线速度之差,经过运算单元比较后输出信号给收卷驱动装置,收卷驱动单元根据运算单元的给定值,调节输出电压,控制直流电机的运行速度得以实现。 
  3.2.边缘控制装置 
  边缘控制系统是根据广电传感器所监测的位置,和开卷机实际位置的比较,所产生的差值调节调整油缸的进油量和方向,从而形成一个闭环的控制系统,使得铜带运行的边缘能够自动的调节到所设定的位置。 
  3.3.摩擦力控制装置 
  摩擦调整装置是用来调节材料再进行收卷前的表面张力,由于是通过调整摩擦轮和材料表面的的纵向压力,从而改变横向摩擦力的大小来控制,整个装置也被称张力装置,该系统有两种运动方式需控制 
  一是摩擦轮的运转速度,摩擦轮由一组同步橡胶轮组成,两轮之间的主压力来自两组同步液压缸,根据所裁切材料的成分和材料的厚度,手动通过调压阀来设定两组液压缸的压力,来调节两个摩擦轮之间的压力,压力微调根据,实际的切割状况,调整控制面板上的大功率电位调节器,该电位调节器通过调整电阻值在~2.2KΩ范围内的波动,输出-1V的电压给控制器,控制器根据该给定信号,调整摩擦轮驱动器的输出电压,从而调整摩擦轮驱动电机的运行速度与整条生产线速度有一定的差异(ΔV=V张-V线),当ΔV大于时,摩擦力减小张力减小,ΔV小于时,摩擦力增大张力增大,变化的比率与该手动调节电位器的调节成线性变化。 
  3.4.分条装置原理 
  分条装置是该设备核心部位,产品切割的质量和切割的精度全部在该装置上体现,其主由电气驱动和机械部分组成。 
  该分条装置的运行是整条生产线的主运动部件,其他开卷机、收卷机、摩擦装置、废料切割单元的运动控制都是以该装置的运动状态和参数为基础,控制操作台上所设定的速度参数直接由控制器发出控制参数到该分条装置的驱动器上,该驱动器根据给定值直接输出驱动电流给驱动电机驱动该装置运转,同时加有不同位置的限位开关及保护装置,以确保设备所处在不同的运动控制位置。 
  该分条装置的主机械部件由离合器器、万向轴连接器、分条头、门装置和液压缸等组成,离合器和液压缸配合,使得该设备等分条头投入或解除驱动,门装置和液压缸配合,用来控制分条头的门的开关,该分条头主由一组共轭腰轮带动两条共轭轴组成,两条共轭轴的精度是该设备主的精度和精华,是整条生产线核心所在,正常生产时,圆刀片和圆橡胶按照切割材料和订单的求,进行排刀,排刀的顺序和工艺求非常严格,该共轭轴的、圆刀片和圆橡胶片的设计公差设计公差为±.2mm,求排到后刀片之间的累计公差不超过±.5mm,这样排刀过程中,任何小的灰尘和油污都会对分条后的产品质量产生影响。 
  4.结论 
  该系统覆盖了金属分条工艺、PLC控制系统、直流调速、计算机控制等方面的内容,尤其张力控制和摩擦力调节装置,其控制的精确性保证了设备运行的稳定和可靠性,使得各个控制电机能够同步运行,协调工作,同时设备的主部件全部采用进口元器件,使得设备的运行故障率大大减少。