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上海敏研機(jī)電科技有限公司
2009年4月27日
 
一、飛剪電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
鋼帶飛剪機(jī)組主要機(jī)械設(shè)備包括開卷機(jī)、夾送輥、矯直機(jī)、測(cè)量輥、送料輥、飛剪、皮帶運(yùn)輸機(jī)和垛板機(jī)等。剪切寬度1200毫米；剪切厚度1．0～4．0毫米；剪切長度0．5～4米；最大剪切速度60米／分。要求板材長度誤差(剪切精度)在±0.5毫米之內(nèi)。電控系統(tǒng)的核心部分是飛剪剪刃的位置和速度控制。
2．1 直流傳動(dòng)控制系統(tǒng)
飛剪、送料輥、矯直機(jī)及開卷機(jī)采用西門子的6RA70（歐陸590P）四象限全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)。
2．2 交流傳動(dòng)控制系統(tǒng)
皮帶運(yùn)輸機(jī)采用西門子的MM440變頻器。
2．3 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
飛剪采用西門子S120統(tǒng)一驅(qū)動(dòng)裝置。（伺服運(yùn)行）。
控制器有位置控制和速度控制兩種控制模式。本系統(tǒng)采用位置控制模式,運(yùn)行時(shí)接受可編程控制器PLC 內(nèi)置的高速脈沖發(fā)生器發(fā)出的高頻脈沖,由脈沖數(shù)決定伺服驅(qū)動(dòng)器所驅(qū)動(dòng)的伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度,脈沖頻率決定伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。
2．4 可編程控制器
控制系統(tǒng)采用一套SIEMENS的s7—300 PLC（CPU317）控制器，具有高速浮點(diǎn)運(yùn)算功能。
由于可編程控制器PLC 體積小、功能全、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、編程簡(jiǎn)單,并可進(jìn)行積木式系統(tǒng)集成,同時(shí)考慮到性價(jià)比及連網(wǎng)簡(jiǎn)便等因素,本系統(tǒng)決定采用西門子公司的S7 300 系列PLC 作為系統(tǒng)的主控制單元。
2．5 計(jì)數(shù)模塊
采用FM350—1高速計(jì)數(shù)單元。
2．6 人機(jī)界面
采用西門子HMI 人機(jī)界面觸摸屏進(jìn)行原始數(shù)據(jù)的輸入設(shè)定、產(chǎn)品行走速度和故障報(bào)警等的顯示以及手動(dòng)剪切操作等。
 2．7 通訊控制
系統(tǒng)采用PROFIBUS—DP現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)所有直流傳動(dòng)模塊以及可編程序控制器遠(yuǎn)程子站的控制。
二、飛剪控制的原理
帶材經(jīng)過開卷機(jī)、夾送輥、矯直機(jī)，由送料輥勻速送入飛剪本體。飛剪剪刃由上下兩個(gè)擺臂同步帶動(dòng)兩個(gè)剪刃沿帶材運(yùn)行方向做周期性圓周運(yùn)動(dòng)。如圖2所示，以上、下剪刃分別在最上、最下點(diǎn)作為初始點(diǎn)A，在上、下剪刃分別到達(dá)最下、最上點(diǎn)時(shí)嚙合，完成剪切工作這一點(diǎn)作為剪切點(diǎn)S，帶材在剪刃兩次經(jīng)過剪切點(diǎn)S期問走過的距離就是剪切長度。要完成剪切，
——剪刃啟動(dòng)前帶材走過的長度；
、——帶材在剪刃從A點(diǎn)加速至B點(diǎn)期間走過的長度及所用時(shí)間；
、——帶材在剪刃從B點(diǎn)勻速運(yùn)行到剪切點(diǎn)S期問走過的長度及所用時(shí)間；
——預(yù)定的剪切長度；
、、——剪刃加減速和穩(wěn)速運(yùn)行所走過的弧長；
——剪刃完成一次閉環(huán)運(yùn)行所走過的圓周長；
——剪刃到達(dá)剪切點(diǎn)前勻速運(yùn)行的速度；
——帶材勻速運(yùn)行的速度；
——剪刃加速度。
從上述條件和示意圖可以得出以下結(jié)論：
① 必須保證剪刃在到達(dá)剪切點(diǎn)S時(shí)的水平運(yùn)動(dòng)速度和帶材的速度相同，此時(shí)帶材恰好走到所要求的剪切定尺長度。這是保證剪切精度和不損壞剪刃的必要條件；
② 剪刃在剪切時(shí)走過一個(gè)圓周長所用時(shí)問總和必須小于帶材勻速走過一個(gè)剪切長度所用的時(shí)問。
三、系統(tǒng)功能
根據(jù)設(shè)定的板材剪切長度完成定長剪切控制,系統(tǒng)要求動(dòng)態(tài)剪切定長根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要本系統(tǒng)主要完成以下任務(wù):
(1) 按照剪切的動(dòng)作要求實(shí)現(xiàn)配合整條生產(chǎn)線主命令自動(dòng)連鎖控制,以及單機(jī)手動(dòng)和自動(dòng)控制。
(2) 剪切系統(tǒng)故障檢測(cè)及保護(hù),如剪切不斷、刀架行走越過前后行程范圍等。
(3) 自動(dòng)記錄每班剪切數(shù)量,并可根據(jù)設(shè)定的生產(chǎn)任務(wù)(根數(shù)或米數(shù)) 自動(dòng)停機(jī)。
本控制系統(tǒng)可完成剪切控制：
開平機(jī)飛剪,包裝剪切、線材剪切、管材剪切、板材剪切及鋼坯剪切等。
四、技術(shù)參數(shù)及系統(tǒng)特點(diǎn)
技術(shù)參數(shù)：
剪切精度：±0.5 mm(加減速段),+/-0.3mm穩(wěn)速運(yùn)行.
鋼板厚度：0~3mm
剪切速度：60m/min(開平機(jī)飛剪)
系統(tǒng)特點(diǎn)：
低成本,多種應(yīng)用功能；
最高encoder輸入頻率300kHz；
響應(yīng)時(shí)間 120μ sec；
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)傳動(dòng)機(jī)械的精度要求不高，而且成本低；
操作容易，節(jié)省工人的操作時(shí)間，提高工作效率； 
精度高，誤差??；
可以自由輸入訂單，安排生產(chǎn)，生產(chǎn)過程中自動(dòng)換單；
實(shí)時(shí)顯示裁切長度，生產(chǎn)數(shù)量，速度，剩余數(shù)量。
五、開機(jī)前的準(zhǔn)備工作
1.      對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行通電，檢查PLC和傳動(dòng)裝置的運(yùn)行狀態(tài)，是否有報(bào)警。
2.      設(shè)置運(yùn)行參數(shù)，檢查設(shè)定長度，根據(jù)運(yùn)行的要求，設(shè)定主要運(yùn)行長度、備用運(yùn)行長度、主要計(jì)數(shù)值和備用計(jì)數(shù)值，設(shè)置系統(tǒng)點(diǎn)動(dòng)的速度，注明本速度是最高運(yùn)行速度的百分比。
3.      在第一次運(yùn)行時(shí)，按下屏幕上的點(diǎn)動(dòng)按鈕，讓飛剪空運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間，這樣確保原點(diǎn)的準(zhǔn)確性。
六、運(yùn)行操作步驟
1.      當(dāng)板材走過測(cè)量輥時(shí)，放下測(cè)量輥，此時(shí)開始計(jì)長。
2.      當(dāng)走到適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，板材過剪刃200毫米，這時(shí)按下自動(dòng)按鈕，此時(shí)剪切機(jī)做切頭處理，這時(shí)機(jī)器處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
3.      換長度時(shí)，選擇備用的設(shè)定值，這時(shí)在一個(gè)剪切行程完后，第二張板在下個(gè)行程剪切。