Автоматизация пружинного станка
Только закончили станок для изготовления пружин. На разработку станка в общей сложности ушло 6 месяцев работы. Как же важно подбирать правильные алгоритмы и оборудование на каждую задачу по автоматизации.
Приветствую всех, уважаемые друзья, с вами на связи Гридин Семен. Эта статья будет посвящена реализации пружинного станка.
Что из себя представляет станок
Станок состоит из множества прижимных шкивов, барабана подачи проволоки, привода подачи и одной лапки.
Проволока подается через несколько прижимных шкивов, чтобы создать необходимую структуру металла. С помощью двух прижимных шкивов привод протягивает проволоку. А лапкой мы создаём необходимый рисунок пружины.
Длину проволоки мы измеряем с помощью энкодера, а длину подачи лапки мы регулируем с помощью шагового пр1ивода. Подача осуществляется с помощью асинхронного двигателя и преобразователя частоты.
В станок решили мы смонтировать следующее оборудование:
Панель оператора Weintek
ПЛК Optimus Drive с модулем расширения
Преобразователь частоты Instart
Шаговый привод DM860
Вот такой шкаф у нас получился:
Была пуско-наладка, поэтому небольшой бардак.
В целом делали станок 5 месяцев. Программу пришлось править 6 раз. Потому что никто не знал толком правильного алгоритма и его ещё нужно было описать в контроллере.
ПЛК я доволен, ставили AH16SOT с транзисторным ключами. Процессы там достаточно быстрые. Шустрая машина, есть все необходимые функции для работы с шаговыми приводами и сервоприводами. Есть готовые функции для работы с энкодером. Если кому интересно, пишите в комментах, могу написать отдельную статью.
Функции по движениям достаточно простые, так как это бюджетный контроллер. Но для большинства станочков, где не требуются супер навороченные функции позиционирования ЧПУ, подойдёт.
Вообще станок состоит из компромиссных решений, привод подачи на асинхронном двигателе, лапка на недорогом шаговом двигателе. Вообще есть недостатки с разгоном и торможением, что влияет на точность размера. Но заказчик просил побюджетнее и допуски погрешностей его устроили. Делаем 1 пружину за 1.5 секунды.
Электроника станка
Общий принцип- мы подключали входа ПЛК к кнопкам и энкодеру, а выхода к частотнику, пром. реле и пускатель тормоза.
Нюанс есть с подключением шагового драйвера, он рассчитан на 5 В, а ПЛК на 24 В. Пришлось повозиться с согласованием сигналов.
Выходы контроллера подключили транзисторным ключами к входам контроллера по системе npn.
Рубка реализована с помощью магнитных пускателей и тормоза на постоянном токе.
А, ну ещё конечно важна защита ЭМС, для этого ставится дроссель и фильтр ЭМС на вход частотного преобразователя. Для чего? Если вы не хотите получить проблемы при наводке помех на энкодер. Энкодер начинает пропускать импульсы.
И ещё, связал ПЛК по Ethernet панель, а по интерфейсу RS485 Частотник. Так как пришлось с него принимать по цифре заданную частоту. Нюанс в программе.
На этом я заканчиваю, будут вопросы, пишите в комментариях.
Программная часть
Нюансов куча. Рассказывать обо всём я по понятным причинам не могу. Расскажу базовое.
Панель оператора
Необходимо было реализовать два столбика, в которых по точкам записывались значения по оси x — подача и по оси y — лапка. Они должны записываться по факту (при движении по нажатию кнопки) и при помощи панели через меню корректировка.
Нужно было сделать так, как примерно на видео.
Получилось вот так:
Вообщем базой реализации были рецепты и программа на макросах. Всего две функции. Фото прилагаю.
ПЛК
В программе сделано 3 режима- ручной, автоматический и режим шаг. В ручном режиме можно поклацать кнопки и позапускать механизмы. В режиме шаг осуществляется отладка рецепта пружины. В режиме автомат мы запускаем станок в рабочем режиме.
Программа работает пошагово, задавая импульсы лапке и вычисляя длину подачи проволоки. В контроллере забиты формулы для вычисления скорости подачи и лапки.
С уважением, Гридин Семен
