專利名稱：鋼板銑邊機(jī)電氣控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于鋼板加工的自動控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種鋼板銑邊機(jī)電氣 控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
大口徑直縫埋弧焊管用鋼板板邊銑后的下坡口高度及精度、鈍邊高度及精度對于 鋼管的焊接質(zhì)量至關(guān)重要。如果鋼板銑后的下坡口高度及精度、鈍邊高度及精度不能滿足 焊接工藝的要求，在后序焊接時，焊接質(zhì)量就將產(chǎn)生焊不透、擊穿等其它問題。對鋼板板邊 的傳統(tǒng)加工方法是將鋼板固定，由人工操作銑床沿鋼板的縱邊移動，進(jìn)行銑削作業(yè)。此種加 工方法勞動強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，加工質(zhì)量不高，影響鋼管焊接質(zhì)量。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種鋼板 銑邊機(jī)電氣控制系統(tǒng)，其設(shè)計合理，技術(shù)先進(jìn)，控制設(shè)備加工精度高、加工質(zhì)量好，生產(chǎn)效率 高，故障率低，節(jié)省成本，節(jié)約能源，使用效果好，便于推廣使用。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是一種鋼板銑邊機(jī)電氣控制 系統(tǒng)，其特征在于包括PLC控制器和通過ftx)fibUS-DP總線與PLC控制器相接的觸摸 屏、操作臺、活動小車控制系統(tǒng)、夾持車控制系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)、潤滑控制系統(tǒng)、銑頭位置 及速度控制系統(tǒng)、鋼板對中及測寬系統(tǒng)和仿形機(jī)構(gòu)自動跟隨系統(tǒng)，所述ftx)fibUS-DP總線 包括直接與PLC控制器相接的ftx)fibuS-DP總線一和通過ftx)fibuS-DP總線接口模塊與 PLC控制器相接的ftx)fibuS-DP總線二，所述活動小車控制系統(tǒng)由連接在ftx)fibuS-DP總 線一上的活動小車總線編碼器構(gòu)成，所述夾持車控制系統(tǒng)由連接在ftx)fibUS-DP總線一上 的夾持車行走變頻器和夾持車端子箱以及連接在ftx)fibUS-DP總線二上的夾持車位置總 線編碼器構(gòu)成，所述液壓控制系統(tǒng)由連接在ftx)fibUS-DP總線一上的地面液壓站端子箱和 閥臺端子箱構(gòu)成，所述潤滑控制系統(tǒng)由連接在ftx)fibUS-DP總線一上的稀油潤滑站端子箱 構(gòu)成，所述銑頭位置及速度控制系統(tǒng)由連接在Profibus-DP總線一上的南銑頭端子箱、南 銑頭主軸變頻器、北銑頭端子箱和北銑頭主軸變頻器以及連接在ftx)fibUS-DP總線二上的 南銑頭位置總線編碼器和北銑頭位置總線編碼器構(gòu)成，所述鋼板對中及測寬系統(tǒng)由連接在 Profibus-DP總線一上的南對中端子箱、北對中端子箱、南測寬總線位移傳感器和北測寬總 線位移傳感器以及連接在ftx)fibUS-DP總線二上的南-西對中總線位移傳感器、南-東中 總線位移傳感器、北-西對中總線位移傳感器和北-東對中總線位移傳感器構(gòu)成，所述仿形 機(jī)構(gòu)自動跟隨系統(tǒng)由連接在ftOfibu s-DP總線一上的南垂直仿形輥總線編碼器、南水平 仿形輥總線編碼器、北垂直仿形輥總線編碼器和北水平仿形輥總線編碼器構(gòu)成；所述夾持 車端子箱、地面液壓站端子箱、閥臺端子箱、稀油潤滑站端子箱、南銑頭端子箱、北銑頭端子 箱、南對中端子箱和北對中端子箱中均設(shè)置有與PLC控制器相接的I/O模塊。所述PLC控制器包括CPU模塊和與CPU模塊相接的電源模塊。[0006]所述PLC控制器為西門子S7-400系列的PLC。所述CPU模塊為集成有ftOf ibus-DP總線接口的西門子CPU414-3DP，所述 Profibus-DP總線一直接連接在ibus-DP總線接口上，所述ibus-DP總線一的速度 為 1. 5Mbps。所述電源模塊為西門子PS 405。所述觸摸屏為西門子MP377。所述Profibus-DP總線接口模塊為IF964-DP，所述Profibus-DP總線二通過 IF964-DP與PLC控制器相接，所述ftx)fibus-DP總線二的速度為6Mbps。所述活動小車總線編碼器、夾持車位置總線編碼器、南銑頭位置總線編碼器、北銑 頭位置總線編碼器、南垂直仿形輥總線編碼器、南水平仿形輥總線編碼器、北垂直仿形輥總 線編碼器和北水平仿形輥總線編碼器均為德國TR總線絕對值編碼器。所述南測寬總線位移傳感器和北測寬總線位移傳感器均為巴魯夫微脈沖位移傳 感器。所述南-西對中總線位移傳感器、南-東中總線位移傳感器、北-西對中總線位移 傳感器和北-東對中總線位移傳感器均為美國MTS位移傳感器。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點1、本實用新型為了滿足機(jī)械性能和提高工作效率，采用西門子兩條I^rofibus總 線通訊，由觀個主從通訊站組成，實現(xiàn)全局?jǐn)?shù)字量實時監(jiān)控通訊。控制系統(tǒng)設(shè)計合理，技術(shù) 先進(jìn)，控制設(shè)備加工精度高，能夠進(jìn)行仿形銑削，保證鋼管的焊接質(zhì)量。2、本實用新型通過兩條ftOfibus總線通訊的設(shè)計，使得通訊效率大大提高，設(shè)備 整體性能良好，自動化程度高，故障率低。3、本實用新型降低了工人勞動強(qiáng)度，節(jié)省了大量的維修成本。4、本實用新型采用觸摸屏作為人機(jī)界面，人機(jī)界面可視化程度高，所有總線節(jié)點 和報警點都能在人機(jī)界面上顯示，若設(shè)備出現(xiàn)故障，操作員不出操作間，在監(jiān)控畫面上就可 以看到故障點，維修方便。5、本實用新型節(jié)約能源，在非工作狀態(tài)時，當(dāng)系統(tǒng)20分鐘內(nèi)無指令時系統(tǒng)將自動 關(guān)閉。6、本實用新型操作簡單方便，易學(xué)，使用效果好，便于推廣使用。下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本實用新型的結(jié)構(gòu)原理框圖。附圖標(biāo)記說明I-PLC控制器； 1-1-CPU模塊； 1_2_電源模塊；2-觸摸屏；3-操作臺；4-活動小車控制系統(tǒng)；4-1-活動小車總線編5-夾持車控制系統(tǒng)；5-1-夾持車行走變頻碼器；器；5-2-夾持車端子箱；5-3-夾持車位置總線6_液壓控制系統(tǒng)；[0030]編碼器；[0031] 6一卜地面液壓站端子6—2一閥臺端子箱； 7一潤滑控制系統(tǒng)；[0032] 箱；[0033] 7一卜稀油潤滑站端子8一銑頭位置及速度控8一卜南銑頭端子箱；[0034] 箱；制系統(tǒng)；[0035] 8—2一南銑頭主軸變頻8—3一北銑頭端子箱；8—4一北銑頭主軸變頻[0036] 器；器；[0037] 8—5一南銑頭位置總線 8—6一北銑頭位置總線 9一鋼板對中及測寬系[0038] 編碼器；編碼器；統(tǒng)；[0039] 9一卜南對中端子箱；9—2一北對中端子箱； 9—3一南測寬總線位移[0040]傳感器；[0041] 9—4一北測寬總線位移 9—5一南一西對中總線9—6一南一東中總線位[0042] 傳感器；位移傳感器；移傳感器[0043] 9—7一北一西對中總線 9—8一北一東對中總線lo一仿形機(jī)構(gòu)自動跟隨[0044] 位移傳感器；位移傳感器；系統(tǒng)；[0045] lo一卜南垂直仿形輥總 lo一2一南水平仿形輥總 lo一3一北垂直仿形輥總[0046] 線編碼器；線編碼器；線編碼器；[0047] lo一4一北水平仿形輥總11一Pr。fibuS—DP總線[0048] 線編碼器；接口模塊。
具體實施方式
[0049] 如圖l和圖2所示，本實用新型包括PLC控制器l和通過Pr。fibuS—DP總線與PLC控制器相接的觸摸屏21操作臺31活動小車控制系統(tǒng)41夾持車控制系統(tǒng)51液壓控制系統(tǒng)61潤滑控制系統(tǒng)71銑頭位置及速度控制系統(tǒng)81鋼板對中及測寬系統(tǒng)9和仿形機(jī)構(gòu)自動跟隨系統(tǒng)lo，所述Pr。fibuS—DP總線包括直接與PLC控制器l相接的Pr。fibuS—DP總線一和通過Pr。fibuS—DP總線接口模塊11與PLC控制器相接的Pr。fibuS—DP總線二，所述活動小車控制系統(tǒng)4由連接在Pr。fibuS—DP總線一上的活動小車總線編碼器4一l構(gòu)成，所述夾持車控制系統(tǒng)5由連接在Pr。fibuS—DP總線一上的夾持車行走變頻器5一l和夾持車端子箱5—2以及連接在Pr。fibuS—DP總線二上的夾持車位置總線編碼器5—3構(gòu)成，所述液壓控制系統(tǒng)6由連接在Pr。fibuS—DP總線一上的地面液壓站端子箱6一l和閥臺端子箱6—2構(gòu)成，所述潤滑控制系統(tǒng)7由連接在Pr。fibuS—DP總線一上的稀油潤滑站端子箱7一l構(gòu)成，所述銑頭位置及速度控制系統(tǒng)8由連接在Pr。fibuS—DP總線一上的南銑頭端子箱8一l1南銑頭主軸變頻器8—21北銑頭端子箱8—3和北銑頭主軸變頻器8—4以及連接在Pr。fibuS—DP總線二上的南銑頭位置總線編碼器8—5和北銑頭位置總線編碼器8—6構(gòu)成，所述鋼板對中及測寬系統(tǒng)9由連接在Pr。fibuS—DP總線一上的南對中端子箱9一l1北對中端子箱9—21南測寬總線位移傳感器9—3和北測寬總線位移傳感器9—4以及連接在Pr。fibuS—DP總線二上的南一西對中總線位移傳感器9—51南一東中總線位移傳感器9—61北一西對中總線位移傳感器9—7和北一東對中總線位移傳感器9—8構(gòu)成，所述仿形機(jī)構(gòu)自動跟隨系統(tǒng)lo由連接在Pr。fibuS—DP總線一上的南垂直仿形輥總線編碼器lo—l1南水平仿形輥總線編碼器lo一21北垂直仿形輥總線編碼器10-3和北水平仿形輥總線編碼器10-4構(gòu)成；所述夾持車端子箱 5-2、地面液壓站端子箱6-1、閥臺端子箱6-2、稀油潤滑站端子箱7-1、南銑頭端子箱8-1、北 銑頭端子箱8-3、南對中端子箱9-1和北對中端子箱9-2中均設(shè)置有與PLC控制器1相接的 I/O模塊。如圖1和圖2所示，本實施例中，所述PLC控制器1包括CPU模塊1_1和與CPU模 塊1-1相接的電源模塊1-2。所述PLC控制器1為西門子S7-400系列的PLC。所述CPU模 塊1-1為集成有I^rof ibus-DP總線接口的西門子CPU414-3DP，所述ftx)fibus-DP總線一直 接連接在ftOfibus-DP總線接口上，所述ftx)fibus-DP總線一的速度為1.5Mbps。所述電 源模塊1-2為西門子PS 405。所述觸摸屏2為西門子MP377。所述ibus_DP總線接口 模塊11為IF964-DP，所述ftx)fibuS-DP總線二通過IF964-DP與PLC控制器1相接，所述 ftx)fibUS-DP總線二的速度為6Mbp s。所述活動小車總線編碼器1-1、夾持車位置總線編碼 器5-3、南銑頭位置總線編碼器8-5、北銑頭位置總線編碼器8-6、南垂直仿形輥總線編碼器 10-1、南水平仿形輥總線編碼器10-2、北垂直仿形輥總線編碼器10-3和北水平仿形輥總線 編碼器10-4均為德國TR總線絕對值編碼器。所述南測寬總線位移傳感器9-3和北測寬總 線位移傳感器9-4均為巴魯夫微脈沖位移傳感器。所述南-西對中總線位移傳感器9-5、 南-東中總線位移傳感器9-6、北-西對中總線位移傳感器9-7和北-東對中總線位移傳感 器9-8均為美國MTS位移傳感器。本實用新型的工作過程是啟動系統(tǒng)后，首先在觸摸屏2上設(shè)置成品鋼板的板厚、 板寬、下坡口高度、鈍邊高度、屑厚、凹凸量等參數(shù)，然后調(diào)整南銑頭和北銑頭的位置以及仿 形機(jī)構(gòu)的位置，啟動主軸電機(jī)。再開啟全自動啟動按鈕，正常工作開始，首先夾持車?yán)香Q 升起夾住鋼板，停止器抬起到極限位置，夾持車開始前進(jìn)，當(dāng)鋼板被帶到對中位時夾持車減 速停，拉料鉗落下夾持車快速退回到初始位，此時，對中開始，通過南-西對中總線位移傳 感器9-5、南-東中總線位移傳感器9-6、北-西對中總線位移傳感器9-7和北-東對中總 線位移傳感器9-8測量兩個對中橫粱的位置，用安裝在各自對中油缸尾部的比例伺服閥塊 上四個模擬量壓力傳感器測量各自對中壓力，當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)定值時，系統(tǒng)認(rèn)為對中已完成； 當(dāng)鋼板被對中后，活動夾鉗根據(jù)板長移動并夾住鋼板后邊沿，前夾鉗夾住鋼板前邊沿，拉料 鉗再夾住第二塊鋼板，此刻夾持車夾著第一塊鋼板，拉著第二塊鋼板前進(jìn)開始銑削，當(dāng)?shù)谝?塊板銑完，第二塊板正好被放在對中位，三個夾鉗松開落下，夾持車快速退回，到此時第一 塊鋼板銑邊加工完成，從這時起，銑邊機(jī)就開始完成前邊推一塊，中間銑削一塊，后邊拉一 塊的三板聯(lián)動循環(huán)動作。其中，板長是通過裝在停止器上的光電開關(guān)和夾持車位置總線編 碼器5-3兩者來測量的；板寬是通過南-西對中總線位移傳感器9-5、南-東中總線位移傳 感器9-6、北-西對中總線位移傳感器9-7和北-東對中總線位移傳感器9-8以及四個模擬 量壓力傳感器來測量的；吃刀量用板寬減去南銑頭和北銑頭的位置值來計算；南測寬總線 位移傳感器9-3和北測寬總線位移傳感器9-4實時監(jiān)測鋼板的兩邊沿的凹凸量，如果凹凸 量在設(shè)定范圍內(nèi)，設(shè)備正常運行，如果凹凸量大于設(shè)定值，系統(tǒng)會自動判斷該鋼板不符合銑 削條件，停機(jī)，人工干預(yù)運走鋼板。另外，本實用新型還實現(xiàn)了仿形機(jī)構(gòu)自動跟隨的功能，通 過對仿形機(jī)構(gòu)的控制以及南垂直仿形輥總線編碼器10-1、南水平仿形輥總線編碼器10-2、 北垂直仿形輥總線編碼器10-3和北水平仿形輥總線編碼器10-4位置值的測量，仿形機(jī)構(gòu) 的仿形輥壓在鋼板上表面，當(dāng)鋼板上表面出現(xiàn)瓢曲時，在顎頭兩側(cè)設(shè)有的仿形油缸拉力下，銑削單元通過后轉(zhuǎn)軸同時隨鋼板上下自動跟隨運動，以達(dá)到仿形。 以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根 據(jù)本實用新型技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍 屬于本實用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種鋼板銑邊機(jī)電氣控制系統(tǒng)，其特征在于包括PLC控制器⑴和通過 ftx)fibUS-DP總線與PLC控制器相接的觸摸屏O)、操作臺(3)、活動小車控制系統(tǒng)、夾 持車控制系統(tǒng)(5)、液壓控制系統(tǒng)(6)、潤滑控制系統(tǒng)(7)、銑頭位置及速度控制系統(tǒng)(8)、鋼 板對中及測寬系統(tǒng)(9)和仿形機(jī)構(gòu)自動跟隨系統(tǒng)(10)，所述ftx)fibUS-DP總線包括直接與 PLC控制器(1)相接的ftx)fibus-DP總線一和通過ftx)fibus-DP總線接口模塊(11)與PLC 控制器相接的ftx)fibuS-DP總線二，所述活動小車控制系統(tǒng)由連接在ftx)fibuS-DP總 線一上的活動小車總線編碼器(4-1)構(gòu)成，所述夾持車控制系統(tǒng)(5)由連接在ftx)fibUS-DP 總線一上的夾持車行走變頻器(5-1)和夾持車端子箱(5-2)以及連接在ftx)fibUS-DP總線 二上的夾持車位置總線編碼器(5- 構(gòu)成，所述液壓控制系統(tǒng)(6)由連接在ftx)fibUS-DP 總線一上的地面液壓站端子箱(6-1)和閥臺端子箱(6- 構(gòu)成，所述潤滑控制系統(tǒng)(7)由 連接在ibus-DP總線一上的稀油潤滑站端子箱(7-1)構(gòu)成，所述銑頭位置及速度控 制系統(tǒng)(8)由連接在ftx)fibUS-DP總線一上的南銑頭端子箱(8-1)、南銑頭主軸變頻器 (8-2)、北銑頭端子箱(8- 和北銑頭主軸變頻器(8-4)以及連接在ftx)fibUS-DP總線二上 的南銑頭位置總線編碼器(8-5)和北銑頭位置總線編碼器(8-6)構(gòu)成，所述鋼板對中及測 寬系統(tǒng)(9)由連接在ftx)fibUS-DP總線一上的南對中端子箱(9-1)、北對中端子箱(9-2)、 南測寬總線位移傳感器(9- 和北測寬總線位移傳感器(9-4)以及連接在ftx)fibUS-DP總 線二上的南-西對中總線位移傳感器(9-5)、南-東中總線位移傳感器(9-6)、北-西對中總 線位移傳感器(9-7)和北-東對中總線位移傳感器(9-8)構(gòu)成，所述仿形機(jī)構(gòu)自動跟隨系 統(tǒng)(10)由連接在ftx)fibUS-DP總線一上的南垂直仿形輥總線編碼器(10-1)、南水平仿形輥 總線編碼器(10-2)、北垂直仿形輥總線編碼器(10- 和北水平仿形輥總線編碼器(10-4) 構(gòu)成；所述夾持車端子箱(5-2)、地面液壓站端子箱(6-1)、閥臺端子箱(6-2)、稀油潤滑站 端子箱(7-1)、南銑頭端子箱(8-1)、北銑頭端子箱(8-3)、南對中端子箱(9-1)和北對中端 子箱(9-2)中均設(shè)置有與PLC控制器(1)相接的I/O模塊。
2.按照權(quán)利要求1所述的鋼板銑邊機(jī)電氣控制系統(tǒng)，其特征在于所述PLC控制器(1) 包括CPU模塊(1-1)和與CPU模塊(1-1)相接的電源模塊(1-2)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的鋼板銑邊機(jī)電氣控制系統(tǒng)，其特征在于所述PLC控制 器(1)為西門子S7-400系列的PLC。
4.按照權(quán)利要求2所述的鋼板銑邊機(jī)電氣控制系統(tǒng)，其特征在于所述CPU模塊(1-1) 為集成有ftOfibus-DP總線接口的西門子CPU414-3DP，所述ftx)fibus-DP總線一直接連接 在Profibus-DP總線接口上，所述Profibus-DP總線一的速度為1. 5Mbp s。
5.按照權(quán)利要求2所述的鋼板銑邊機(jī)電氣控制系統(tǒng)，其特征在于所述電源模塊(1-2) 為西門子PS405。
6.按照權(quán)利要求1所述的鋼板銑邊機(jī)電氣控制系統(tǒng)，其特征在于所述觸摸屏(2)為 西門子MP377。
7.按照權(quán)利要求1所述的鋼板銑邊機(jī)電氣控制系統(tǒng)，其特征在于所述ftx)fibUS-DP 總線接口模塊(11)為IF964-DP，所述ftx)fibuS-DP總線二通過IF964-DP與PLC控制器(1) 相接，所述ftOfibus-DP總線二的速度為6Mbps。
8.按照權(quán)利要求1所述的鋼板銑邊機(jī)電氣控制系統(tǒng)，其特征在于所述活動小車總線 編碼器G-1)、夾持車位置總線編碼器(5-3)、南銑頭位置總線編碼器(8-5)、北銑頭位置總線編碼器(8-6)、南垂直仿形輥總線編碼器(10-1)、南水平仿形輥總線編碼器(10-2)、北垂 直仿形輥總線編碼器(10-3)和北水平仿形輥總線編碼器(10-4)均為德國TR總線絕對值 編碼器。
9.按照權(quán)利要求1所述的鋼板銑邊機(jī)電氣控制系統(tǒng)，其特征在于所述南測寬總線位 移傳感器(9- 和北測寬總線位移傳感器(9-4)均為巴魯夫微脈沖位移傳感器。
10.按照權(quán)利要求1所述的鋼板銑邊機(jī)電氣控制系統(tǒng)，其特征在于所述南-西對中總 線位移傳感器(9-5)、南-東中總線位移傳感器(9-6)、北-西對中總線位移傳感器(9-7) 和北-東對中總線位移傳感器(9-8)均為美國MTS位移傳感器。
專利摘要本實用新型公開了一種鋼板銑邊機(jī)電氣控制系統(tǒng)，包括PLC控制器和通過Profibus-DP總線與PLC控制器相接的觸摸屏、操作臺、活動小車控制系統(tǒng)、夾持車控制系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)、潤滑控制系統(tǒng)、銑頭位置及速度控制系統(tǒng)、鋼板對中及測寬系統(tǒng)和仿形機(jī)構(gòu)自動跟隨系統(tǒng)，其中，鋼板對中及測寬系統(tǒng)由南、北對中端子箱，南、北測寬總線位移傳感器，南一西、南一東對中總線位移傳感器和北一西、北一東對中總線位移傳感器構(gòu)成，仿形機(jī)構(gòu)自動跟隨系統(tǒng)由南、北垂直仿形輥總線編碼器和南、北水平仿形輥總線編碼器構(gòu)成。本實用新型設(shè)計合理，技術(shù)先進(jìn)，控制設(shè)備加工精度高、加工質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高，故障率低，節(jié)省成本，節(jié)約能源，使用效果好，便于推廣使用。
文檔編號G05B19/418GK201845231SQ20102061001
公開日2011年5月25日 申請日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月17日
發(fā)明者李捷, 白修庫, 蔡小讓 申請人:西北機(jī)器有限公司