全自動切管機運動控制分析

摘 要：在工業設計過程中，充分運用PLC編程軟件FPWINGR進行運動控制分析和模擬仿真，其便捷可靠的特點在全自動切管機運動控制分析中得到了體現。

關鍵詞：運動控制;模擬分析;便捷可靠

1 切管機的運動分析

如圖1全自動切管機模型所示，該款切管機的運動主要靠兩臺電機來完成，電機1控制安裝有小齒輪的主軸運動，通過齒輪傳動帶動連個滾輪勻速轉動，從而保證勻速向前供給;電機2控制裝有偏心輪的軸運動，當檢測到脈沖信號（就是當管材達到所需長度）時，電機2旋轉一周，刀具切割一次。通過兩臺電機的配合運轉，實現供料，切割過程自動化控制。

在控制的過程需要注意：

（1）當按下“開始”按鈕之后切管機的便開始運轉送料，即電機1便開始轉動，當管料切完之后，機器自動停止。

（2）每當管材到所需要的程度時，電機2通電，完成一次切割，該動作重復進行，知道管材被切完。

（3）當遇到緊急情況時，按下“停止”按鈕時，切管機立刻停止動作。

（4）為保證切下的材料全部有傳送帶輸送出去，當管材切完之后，電機1延時5秒后，停止運動。

經過分析該切管機運動過程簡單，所以選擇用PLC進行控制，只需要一小段簡單的程序便可以完成可靠的系統控制。

2 系統的PLC控制

2.1 系統的控制要求

該系統的信號源：

（1）總開關控制按鈕。

（2）脈沖信號一（由傳感器監測管材是否切完，管材被切完即發出信號）。

（3）脈沖信號二（由傳感器監測管材是否達到所需長度，當管材碰到光敏傳感器即發出信號）。

該系統的動力源：

（1）電機一（控制小齒輪轉動）。

（2）電機二（控制刀具偏心輪轉動）。

總開關由兩個按鈕組成：綠色按鈕為“開始”按鈕，紅色按鈕為“停止”按鈕，當按下綠色按鈕時，切管機便通電開始運動，則電機一控制線圈得電當按下紅色按鈕時，無論切管機出于何種狀態，都會停止轉動，該紅色按鈕為安全開關，遇到緊急情況，按下即可。

當系統監測到脈沖信號一時，為保證機器中被切好的管材，全部由傳送帶運送出去，脈沖信號發出后，延時5秒，系統斷電，電機一停止工作。

當系統檢測到脈沖信號二時，該信號發出，則電機二的控制線圈得電，使刀具偏心輪轉動一周，完成一次切割。該動作為重復動作。

2.2 PLC的I/O點的確定和分配

2.3 系統編程與運動的實現

3 FPWIN-GR軟件的編程仿真過程

打開該軟件，將會出現以下文本框，選擇“創建新文件”將會出現一個標準的Windowa程序窗口，正中央即為符號梯形圖編輯模式的編輯畫面，通過直接輸入梯形圖符號來創建程序。

根據梯形圖程序，利用鼠標輸入程序如下：

（1）單擊，單擊，單擊，單擊，顯示常開觸點X1。

（2）單擊，單擊，單擊，單擊，單擊，顯示常閉觸電X2。

（3）單擊， 單擊，單擊，單擊，顯示線圈R1梯形圖符號。

（4）將光標移動到下一行常開觸點X1的下面：單擊，單擊，單擊，單擊，顯示常開觸點RI。

（5）將光標移動到下一行常開觸點R1的下面：單擊，單擊，單擊，單擊，顯示脈沖信號一的觸點，雙擊，單擊，顯示下降沿觸發符號（DF/）。

（6）單擊，單擊，單擊，單擊，單擊，單擊，顯示定時器指令的梯形圖符號。

（7）將光標移動到下一行：單擊，單擊，單擊，單擊，單擊，顯示常閉觸點T1。

（8）單擊，單擊，單擊，單擊，顯示觸電常開RI。

（9）單擊， 單擊，單擊，單擊，顯示輸出觸點Y1。

（10）將光標移動到下一行常開觸點R1的下面：單擊，單擊，單擊，單擊，顯示脈沖信號二的觸點，雙擊，單擊，顯示上升沿觸發符號（DF）。

（11）單擊，單擊，單擊，單擊，顯示常開觸點RI。

（12）單擊， 單擊，單擊，單擊，顯示輸出觸點Y2。

（13）最后單擊，單擊，整個梯形圖程序輸入結束。

（14）單擊，進行程序轉換，然后保存文件即可。

圖5即為編輯好程序的FPWIN-GR軟件窗口。

最后選取在線，將會連接到PLC控制盒，完成整個程序的仿真過程。

4 結論

本文通過PLC編程軟件FPWINGR對全自動切管機進行編程控制并對該運動過程進行運動分析和模擬仿真。在此過程中，充分使該切管機更加逼真的展示在大家的眼前，使其控制系統性能可靠，安全穩定，精確的位置檢測機構很大程度上保證了切割的長度定位精度，極大的改善了目前市場了切管機存在的各種不足。