专利名称：基于plc的折弯机的自动控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工业控制及自动化技术领域，尤其涉及一种折弯机的自动控制系统。
技术背景 折弯机因其模具的通用性好、工艺简单、应用范围广，在制造加工业中得到非常广泛的应用。数控机床是电子信息技术与传统机床技术相融合的机电一体化产品，特别适合加工复杂形状的工件。折弯机是工件加工中最复杂的构成之一，在普通折弯机上，需要相当长的调整时间，才能生产出良好的工件，数控折弯机可以根据角度自动计算机械位置，降低操作难度，大大缩短调整时间，提高工件质量。目前数控折弯机行业虽然发展迅速，但数控折弯机的控制系统仍然存在很多不足和缺陷计算位置不够准确，控制精确度不高，灵敏度不够，结构复杂，不容易控制，故障率闻一级成本闻。
实用新型内容针对以上问题，本实用新型的目的是提供一种结构简单，容易操作，控制精确度高，而成本较低的折弯机的控制系统。为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下一种基于PLC的折弯机的自动控制系统，包括触摸屏、PLC可编程逻辑控制器、定位模块和伺服单元；触摸屏用于采集用户输入的折弯相关参数信息物料长度、折弯角度、折弯次数，并将采集到的参数信息发送给PLC可编程逻辑控制器；PLC可编程逻辑控制器包括了位逻辑、计数器、定时器、复杂数学运算以及智能通讯模块，用于监视输入状态，改变输出状态以达到控制目的；定位模块通过扩展接口与PLC可编程逻辑控制器间通讯控制，通过产生高速脉冲来实现对单轴伺服电机的开环速度、位置控制；伺服单元包括伺服驱动器和伺服电机，所述伺服驱动器与PLC可编程逻辑控制器中的伺服控制单元连接，相互传送信号，带动伺服电机运转，从而带动传动机构的运动。所述定位模块产生高速脉冲的频率为12HZ到200HZ。所述伺服驱动器通过CNI端口与PLC可编程逻辑控制器中连接，通过CNI、CN2端口与伺服电机连接。本实用新型的优点是机械结构组成简单，可以组态成良好的人机交互界面，软件程序可读性高，可移植性强。实验数据得出系统定位精确度高，可以达到三位小数。
图I是本实用新型基于PLC的折弯机的自动控制系统的结构示意图。图2是本实用新型控制系统工作过程流程图。[0015]图3是折弯工艺分析图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。如图I所示，一种基于PLC的折弯机的自动控制系统，包括触摸屏、PLC可编程逻辑控制器、定位模块和伺服单元。触摸屏采用的是型号为TD400C的文本显示器，用于采集用户输入的折弯相关参数信息物料长度、折弯角度、折弯次数，并将采集到的参数信息发送给PLC可编程逻辑控制器。PLC可编程逻辑控制器采用的是型号为S7-200的PLC。S7-200系列是一种可编程序逻辑控制器(Micro PLC)，它能够控制各种设备以满足自动化控制需求。S7-200的用户程序中包括了位逻辑、计数器、定时器、复杂数学运算以及与其它智能模块通讯等指令内容，从而使它能够监视输入状态，改变输出状态以达到控制目的。定位模块为EM253位控模块，集成有“5个数字量输入点”(STP，停止；RPS，参考点开关；ZP，零脉冲信号；LMT+，正反向硬极限位置开关；LMT-，负方向硬极限位置开关)，“6个数字量输出点”(4个信号015，0^，？0沖1，或者？0+、？0-、？1+、？1-)，用于S7-200 PLC定位控制系统中。通过产生高速脉冲来实现对单轴步进电机的开环速度、位置控制；通过S7-200PLC的扩展接口，实现与CPU间通讯控制。提供从12HZ到200HZ的脉冲频率，增减速度的曲线拐点，既支持S曲线，也支持直线。控制系统的测量单位，即可以采用脉冲数，也可以采用工程单位(如英尺、厘米)，并且提供螺距补偿功能。支持多种工作方式绝对方式、相对方式、手动方式，能够提供连续的位置控制工程，最多可以支持25个位置点的控制。每段运动轨迹包络，可以有最多4种不同的速度实现，提供4种不同寻找原点的方式，便携安装、拆卸的端子连接器。伺服单兀包括伺服驱动器和伺服电机，伺服驱动器型号为ESDA 15B-CB 301 C 27F。伺服通过自身带有的CNI端口与PLC系统中的伺服控制单元连接，相互传送信号。伺服驱动器带有的CNI、CN2端口设有多个输入输出端子，通过对这些端子的引用，可以达到对伺服电机的速度、正反转、给定距离、定位反馈以及故障信号等参数的控制。伺服驱动器的工作原理是接收PLC控制程序输出的脉冲信号，包括自动信号、手动信号、极限信号、原点信号等，并把此信号转换为控制伺服电机定子绕组依次开关频率、方向和脉冲数量的驱动信号，使电机运转，联轴器带动模块式电动直线驱动系统来进行自动定位的工作。用户用文本显示器输入物料长度、折弯角度、折弯次数3个变量，PLC将这些采集的数据参数进行一系列公式计算，转换出控制物料长度的X轴运动长度和间接控制角度的Z轴的进深。随即按下X轴启动按钮，伺服驱动的X轴将会根据用户设置的物料长度运动到设定的位置。然后，用户再按下Z轴启动按钮，Z轴将会已设定的速度运动到设定的距离，完成一次折弯操作。另外物料板下有一个行程开关，当Z轴下降时触碰到行程开关，行程开关给S7-200 —个信号后，S7-200内部的计数器完成一次计数。就这样，系统重复刚刚的操作，直到达到用户设定的次数。当PLC中计数器的值与用户设定的次数相同时，Z轴回到起始参考点，折弯机系统工作任务完成，系统等待下一次工作任务。系统工作过程流程图如下图2所示。[0023]控制算法如图3所示的折弯工艺分析图中，A为编程角度，B为下模角度，V为下模开口宽度，R为折弯后的内圆弧半径，h为进深。另外，设板材厚度为t。H = V / 2 / tan(A / 2)h = H - (R + t) / sin (A / 2) - R这里，为了计算方便，忽略板材的厚度t，从而折弯后的内圆弧半径R也可忽略。当然，我们不考虑板材在折弯过程中的回弹，即不考虑板材的塑性形变与弹性形变。所以，此时的公式可简化为h = V / 2 / tan(A / 2)另外，V的长度是固定的，设此折弯系统中V=2cm，则公式又可简化为h = I / tan(A / 2)。以上为本实用新型的最佳实施方式，依据本实用新型公开的内容，本领域的普通技术人员能够显而易见的想到一些雷同、替代方案，均应落入本实用新型保护的范围。
权利要求1.一种基于PLC的折弯机的自动控制系统，其特征在于包括触摸屏、PLC可编程逻辑控制器、定位模块和伺服单元； 触摸屏用于采集用户输入的折弯相关参数信息物料长度、折弯角度、折弯次数，并将采集到的参数信息发送给PLC可编程逻辑控制器； PLC可编程逻辑控制器包括了位逻辑、计数器、定时器、复杂数学运算以及智能通讯模块，用于监视输入状态，改变输出状态以达到控制目的； 定位模块通过扩展接口与PLC可编程逻辑控制器间通讯控制，通过产生高速脉冲来实现对单轴伺服电机的开环速度、位置控制； 伺服单元包括伺服驱动器和伺服电机，所述伺服驱动器与PLC可编程逻辑控制器中的伺服控制单元连接，相互传送信号，带动伺服电机运转，从而带动传动机构的运动。
2.根据权利要求I所述的基于PLC的折弯机的自动控制系统，其特征在于所述定位模块产生高速脉冲的频率为12HZ到200HZ。
3.根据权利要求I所述的基于PLC的折弯机的自动控制系统，其特征在于所述伺服驱动器通过CNI端口与PLC可编程逻辑控制器中连接，通过CNI、CN2端口与伺服电机连接。
专利摘要本实用新型公开了一种基于PLC的折弯机的自动控制系统，包括触摸屏、PLC可编程逻辑控制器、定位模块和伺服单元；触摸屏用于采集用户输入的折弯相关参数信息；PLC可编程逻辑控制器用于监视输入状态，改变输出状态以达到控制目的；定位模块通过扩展接口与PLC可编程逻辑控制器间通讯控制，通过产生高速脉冲来实现对单轴伺服电机的开环速度、位置控制；伺服单元包括伺服驱动器和伺服电机。本实用新型机械结构组成简单，可以组态成良好的人机交互界面，软件程序可读性高，可移植性强。实验数据得出系统定位精确度高，可以达到三位小数。
文档编号G05B19/414GK202720488SQ201220451629
公开日2013年2月6日 申请日期2012年9月6日 优先权日2012年9月6日
发明者鞠青辰, 梁雅婷, 王鹏飞, 王海祥 申请人:金陵科技学院