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1、国家职业资格全国统一鉴定维修电工论文（国家职业资格二级）论 文 题 目： 自动切割铝条设计 姓 名： 张红贵 身 份 证 号： 321283199105291018 准 考 证 号： 1611H010 _所 在 省 市： 江苏省昆山市 所 在 单 位：鸿准精密模具（昆山）有限公司 2016年10月【摘要】C7自动化部门一楼钣金加工工作区域，有一个切割机，专门切割铝制产品。加工时，需要卷尺手动测量加工长度，精度不高，易出错；切割时，需要手动控制砂轮，安全系数不高。所以在杨副总的号召下，接手此案件。本设计对汇川PLC、威纶通人机界面、安川驱动器和台达驱动器进行了研究。根据实际情况，人性化设置了两种
2、工作模式便于加工，同时进行防呆设计保护人员安全。最终通过人机界面和PLC的连接，几个物理按键和人机按钮控制，驱动器驱动马达，脉冲发送控制、三色灯的显示，搭建出控制系统，满足设计需要。同时在跟进加工效果的一年时间里，完善一系列相关问题。比较重要问题有脉冲口保护，通过电子齿轮比改变加工速率等【关键词】汇川PLC、维纶通人机界面、防呆设计、脉冲控制目录【前言】- 3 -一、自动切割机原理概述- 3 -（一）机械构造说明- 3 -（二）电路控制说明- 4 -二、电路板搭建- 5 -（一）外设按钮选择- 5 -（二）急停设置- 5 -（三）安川马达刹车- 5 -（四）外部限位设置- 6 -三、驱动器调节
3、- 7 -（一）台达驱动器- 7 -（二）安川调试- 8 -四、人机程序编写- 11 -（一）界面规划- 11 -（二）防呆设计- 13 -五、PLC程序设计- 15 -（一）程序框图- 15 -（二）程序编写方法- 16 -（三）回零方式确定- 17 -结论- 18 -参考文献- 19 -【前言】虽然使用的PLC和人机界面都是使用过的，但设计中添加了脉冲发送控制马达运转，驱动器的使用都是按套路来输入参数，没有自己尝试过自己控制。设计产品有安全隐患，所以设计中需考虑到安全问题比较多。自动模式下，有一套逻辑问题，编写时容易乱。使用了单片机编写程序中调用子程序的想法。所以这个设计锻炼了我驱动器调节
4、、防呆设计防护及程序编写设计等多方面知识。一、自动切割机原理概述（一）机械构造说明产品实物图如图1-1所示图1-1 产品实物图整体机构设计：左边丝杆传动铝型材（图1-2），中间切割机部分，使用马达下压切割机把手，控制切割（图1-3）。右边使用滚轴传送产品。图1-2 左侧传料 图1-3 传动切割机部分电路控制部分，主要考虑的就是左侧传料部分和中间切割部分，通过绘画，将其转化为形象图1-4。图1-4 形象图固定加工物件，通过马达旋转带动铝型材，确定加工长度；马达上下移动带动砂轮，从而打动切割效果。（二）电路控制说明位置是通过感应器触发而确定，整体设计中的限位位置，如限位形象图图1-5。位置定位确定
5、零位问题，通过左右两个感应器确定加工零位，上下感应器确定砂轮位置；加工长度不够时，需要多次左右移动补偿长度；加工完成后砂轮上移动会带动产品，损坏砂轮，所以需要将产品远离砂轮片后再上移动砂轮；铝型材后部太长会将右边抬起，运动时干涉到砂轮，所以需要改变固定铝型材气缸动作顺序。图1-5 限位形象图下面就从硬件电路搭建部分、驱动器调节、人机编写、PLC编写方面、后续问题解决方面分别论述。二、电路板搭建（一）外设按钮选择人机界面可以提供各式各样的按钮，所以设计时，明显地可以去除物理按钮进行操作。考虑按钮设计时就想到，设计中最多添加一个急停按钮作为不是之需，方便快速地断开电源开关，提高安全系数。但大部分的
6、工业人机设计中很一致性地使用好几个按钮（启动，暂停，复位等）。唯一可以想到可以解释的原因：人机使用的是劣质的电阻屏使用时会受到干扰，有时屏幕失灵也无法操作。使用物理按钮就是防止误操作，防止操作不了。（二）急停设置方案一：通过PLC控制，急停按钮连接到PLC的输入端，急停按钮一变化就断开自锁，断开动作。但是，如果人机和PLC都死机，更改数据不起作用。强电不能及时的改变，有安全隐患。优点：线路简易，不需要外加器件缺点：不能立刻断电，有安全隐患。方案二：急停按钮连接到总电源部分，按下后，立刻停止强电输出。优点：安全缺点：添加外加器件方案提升：将急停按钮的一段连入PLC输入点位，同时连入一个继电器端，
7、可以断开强电。与ML460机台设计相似。（三）安川马达刹车安川马达有电，刹车打开，手动可以推动，说明马达硬度不行，需要设计方法去除弊端。开始使用的方法如下：见图2-1 原先安川马达刹车控制。将刹车条件串联一个使能信号，可以避免问题，链接图如图2-2 更改后的刹车控制PA交流接触器B+B-（MA）马达图2-1原先安川马达刹车控制后改为：PA交流接触器Y14B-B+POTMA马达 图2-2更改后刹车控制使能关闭时，立刻打开刹车防止马达太软直接被拉动。（四）外部限位设置驱动器中使用的正反转禁止信号是高电平有效，就是有信号(MA)时才可以运转。选用感应器时常闭型就可以控制的同时也可以作为输入信号。但是
8、常闭型按钮比较少。若使用常开型的则需要PLC中转化一下。下面的图形（图2-3）是安装器件上面的感应器。在自己的实验下知道：正负接上24V，L接上MA或是不接，OUT输出上常为高电平，感应到时为低电平。L接在PA上LOUT+时，就是所谓的常闭型开关。OUT输出上常为低电平，感应到时为高电平。 图2-3 感应器实物图安川马达上面的感应器是常见的两芯线，一般都是一根MA一根信号线，磁性感应。所以安装时，使用的都是常开型，接入输入点位，通过PLC改变高低电平，作为驱动器中的禁止运转使能输入。三、驱动器调节驱动器与马达一一对应适合调节，增强马达效果。最终选择的马达是：左右移动的运料马达选择台达马达，上下
9、裁料马达选择安川马达。同时选择相应的驱动器。具体的操作说明可以参考相关的使用说明书，下面是我设计时找到的注意事项，单独拿出说明。（一）台达驱动器1. 控制电源连接 单项连接，大部分驱动器是使用R、T两根线。该驱动器使用R、T也可以正常运转。接RS也行见右图3-1。 图3-1 控制电源接线图2. JOG模式运行通过寸动模式进行检测马达。进入模式 P4-05 后，可依下设定方式进寸动操作模式。(1) 按下 SET 键，显示寸动速值。初值为 20 r/min。(2) 按下 UP 或 DOWN 键修正希望的寸动速值。范中调整为 100r/min。(3) 按下 SET 键，显示 JOG 并进入寸动模式。
10、(4) 进入寸动模示后按下 UP 或 DOWN 键使伺服马达朝正方向旋转或逆方向旋转放开按 键则伺服马达即停止运转。寸动操作必须在 SERVO ON 时才有效。使用软件设定伺服启动，设定 P2-30 辅助机能设为 1，此设定为软件强制伺服 启动3. 脉冲点位连接具体焊线标准见表3-1管脚定义管脚号线色连接去向COM+11橙1红接PACOM-45/47/49橙1黑接MASON9橙2红Y4PULS43白1红PLC Y0/PULS41白1黑接MASIGN36黄1红PLC Y2/SIGN37黄1黑接MAPULL HI35橙2黑接PACWL32灰1红没使用CCWL31灰1黑没使用ARST33白2红没使用
11、ALRM+28灰2红X3ALRM-27灰2黑接MA表3-1 台达焊线标准（二）安川调试1. JOG模式运行使用安川驱动器。直接jog模式下使用，看马达能否正常使用。具体操作方法可查询安川驱动器说明书，进入Fn002 微动 (JOG) 模式运行。见下图图3-2 JOG运行设置按上下键，可以使马达进行正反转。图3-2 JOG运行设置2. 参数初始话刚拿到的驱动器不知原先的参数如何，最好先初始化数据，防止马达损坏。初始设置如下图3-3。图3-3 初始化设置3. 屏蔽禁转信号上电操作时，经常出现错误，看到P-OT和N-OT是低电平有效，改变参数Pn50A.3和Pn50B.0可以直接屏蔽。或是将两根线连
12、接到MA信号上。见表3-2用户参数项目Pn50A.32 使用禁止正转输入信号 (P-OT)。(CN1-42 为开，则禁止正转；为 0V，则允许正转。)8 不使用禁止正转输入信号 (P-OT)。( 通常允许正转。将 CN1-42设为0V与短路起同等作用 )Pn50B.0 2 使用禁止反转输入信号(N-OT)。(CN1-43 为开， 则禁止反转；为 0V， 则允许反转。 )8 不使用禁止反转输入信号 (N-OT)。(通常允许反转。将CN1-43设为0V，与短路起同等作用 )表3-2 禁转参数屏蔽4. 脉冲点位连接具体焊线标准见表3-3管脚符合管脚号链接线色备注PULS7接PA白1红/PULS8PL
13、C Y1白1黑SIGN11接PA黄1红/SIGN12PLC Y3黄1黑CLR15后将CLR线剪掉不使用与40短接/CLR14后将/CLR线剪掉不使用与47短接0V1接MA橙1黑1与2短接+24V IN47接PA橙2红/S-ON40PLC Y5橙2黑/ALM-RST44没使用粉1红ALM+31PLC X4灰2红ALM-32接MA灰2黑P-OT42PLC X6白2黑禁止正转驱动N-OT43PLC X7白2红禁止反转驱动表3-3安川驱动器CN1指令线焊线标准四、人机程序编写设计出符合工业生产人机界面需要考虑到很多问题，本设计在人机界面编写方面下足了功夫，主要是整体界面规划，状态显示，按钮安全，防呆设置等（一）界面规划1. 原先使用界面开始没有任何参考，自行编写了人机界面，见图4-1和
