全自动切管机运动控制分析

    摘 要：在工业设计过程中，充分运用PLC编程软件FPWINGR进行运动控制分析和模拟仿真，其便捷可靠的特点在全自动切管机运动控制分析中得到了体现。

    关键词：运动控制;模拟分析;便捷可靠

    1 切管机的运动分析

    如图1全自动切管机模型所示，该款切管机的运动主要靠两台电机来完成，电机1控制安装有小齿轮的主轴运动，通过齿轮传动带动连个滚轮匀速转动，从而保证匀速向前供给;电机2控制装有偏心轮的轴运动，当检测到脉冲信号（就是当管材达到所需长度）时，电机2旋转一周，刀具切割一次。通过两台电机的配合运转，实现供料，切割过程自动化控制。

    在控制的过程需要注意：

    （1）当按下“开始”按钮之后切管机的便开始运转送料，即电机1便开始转动，当管料切完之后，机器自动停止。

    （2）每当管材到所需要的程度时，电机2通电，完成一次切割，该动作重复进行，知道管材被切完。

    （3）当遇到紧急情况时，按下“停止”按钮时，切管机立刻停止动作。

    （4）为保证切下的材料全部有传送带输送出去，当管材切完之后，电机1延时5秒后，停止运动。

    经过分析该切管机运动过程简单，所以选择用PLC进行控制，只需要一小段简单的程序便可以完成可靠的系统控制。

    2 系统的PLC控制

    2.1 系统的控制要求

    该系统的信号源：

    （1）总开关控制按钮。

    （2）脉冲信号一（由传感器监测管材是否切完，管材被切完即发出信号）。

    （3）脉冲信号二（由传感器监测管材是否达到所需长度，当管材碰到光敏传感器即发出信号）。

    该系统的动力源：

    （1）电机一（控制小齿轮转动）。

    （2）电机二（控制刀具偏心轮转动）。

    总开关由两个按钮组成：绿色按钮为“开始”按钮，红色按钮为“停止”按钮，当按下绿色按钮时，切管机便通电开始运动，则电机一控制线圈得电当按下红色按钮时，无论切管机出于何种状态，都会停止转动，该红色按钮为安全开关，遇到紧急情况，按下即可。

    當系统监测到脉冲信号一时，为保证机器中被切好的管材，全部由传送带运送出去，脉冲信号发出后，延时5秒，系统断电，电机一停止工作。

    当系统检测到脉冲信号二时，该信号发出，则电机二的控制线圈得电，使刀具偏心轮转动一周，完成一次切割。该动作为重复动作。

    2.2 PLC的I/O点的确定和分配

    2.3 系统编程与运动的实现

    3 FPWIN-GR软件的编程仿真过程

    打开该软件，将会出现以下文本框，选择“创建新文件”将会出现一个标准的Windowa程序窗口，正中央即为符号梯形图编辑模式的编辑画面，通过直接输入梯形图符号来创建程序。

    根据梯形图程序，利用鼠标输入程序如下：

    （1）单击，单击，单击，单击，显示常开触点X1。

    （2）单击，单击，单击，单击，单击，显示常闭触电X2。

    （3）单击， 单击，单击，单击，显示线圈R1梯形图符号。

    （4）将光标移动到下一行常开触点X1的下面：单击，单击，单击，单击，显示常开触点RI。

    （5）将光标移动到下一行常开触点R1的下面：单击，单击，单击，单击，显示脉冲信号一的触点，双击，单击，显示下降沿触发符号（DF/）。

    （6）单击，单击，单击，单击，单击，单击，显示定时器指令的梯形图符号。

    （7）将光标移动到下一行：单击，单击，单击，单击，单击，显示常闭触点T1。

    （8）单击，单击，单击，单击，显示触电常开RI。

    （9）单击， 单击，单击，单击，显示输出触点Y1。

    （10）将光标移动到下一行常开触点R1的下面：单击，单击，单击，单击，显示脉冲信号二的触点，双击，单击，显示上升沿触发符号（DF）。

    （11）单击，单击，单击，单击，显示常开触点RI。

    （12）单击， 单击，单击，单击，显示输出触点Y2。

    （13）最后单击，单击，整个梯形图程序输入结束。

    （14）单击，进行程序转换，然后保存文件即可。

    图5即为编辑好程序的FPWIN-GR软件窗口。

    最后选取在线，将会连接到PLC控制盒，完成整个程序的仿真过程。

    4 结论

    本文通过PLC编程软件FPWINGR对全自动切管机进行编程控制并对该运动过程进行运动分析和模拟仿真。在此过程中，充分使该切管机更加逼真的展示在大家的眼前，使其控制系统性能可靠，安全稳定，精确的位置检测机构很大程度上保证了切割的长度定位精度，极大的改善了目前市场了切管机存在的各种不足。