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节约人力，改良物料流动，提高精度，改善切口质量并幸免辅助操作，但最重要的是增强平安性。
由于自动剪板机是一种可按加工要求，将金属板材剪开、自动计数、并由送料车送到下一工序的顺序操纵的设备。
它要求其操纵设备具有很强的抗干扰能力，而PLC是近几年进展起来的一种新型工业操纵器。
本次课题中采纳了以工业顺序操纵进程中普遍利用的可编程操纵器（PLC）对自动剪板机进行操纵。
二、系统整体设计方案
传统的操纵方式是采纳继电器-接触器操纵，但操纵系统较复杂,大量的接线使系统靠得住性降低,也间接地降低了设备的工作效率。
采纳可编程控制器硬件较好地解决了这一问题。
因此,将PLC应用于该操纵,完全能知足技术要求，且具有操作简单、运行靠得住、工艺参数修改方便、自动化程度高等优势。
为实现自动化必需依照板材自动精准剪切加工的工作特点及动作要求进行设计,因此本方案采纳了可编程操纵器来实现对自动剪板机的操纵，整体设计方案如图1所示。
图1整体设计方案简图
该操纵系统需要完成对工作机构的操纵情形如下:
（1）进料操纵,执行器件为进料电机,通过对进料电机的起停操纵,实现进给机构输送板料，停止输送板料的操纵。
（2）刀具剪切操纵,执行器件为电磁聚散器和电磁制动器。
通过操纵主电机传动线路中的电磁聚散器,操纵传动机构带动刀具完成向下剪切板料,撤回利用弹簧完成。
为了避免惯性造成持续剪切需要操纵制动器剪切一次制动一次。
（3）小车来回运动及停止操纵,执行器件为小车电机,通过操纵小车电机的起、停、正反转,操纵送料小车在剪板机与下一工位来回送料。
其中,
（1）执行机构都可采纳光电、开关量操纵。
由于可编程操纵器是低压直流输出,因此,利用中间继电器作为操纵器输出的第1级执行机构,通过继电器的触电操纵大功率接触器的通断,从而操纵交流电机的起、停。
执行机构中的电磁聚散器、制动器需要采纳专用输出驱动操纵电路。
原先采纳继电器—接触器操纵,但操纵系统较复杂,大量的硬件接线使系统靠得住性降低,也间接降低了设备的工作效率。
采纳可编程操纵器较好地解决了这一问题,它不仅减少了系统的硬件接线,提高了工作靠得住性,而且在加工工艺改变时,只需修改程序,就可适应新的加工要求,大大提高了工作效率。
1、剪板机结构原理
自动剪板机是一种精准操纵板材加工尺寸,将大块金属板材进行自动循环剪切加工,并由送料车输送到下一工序的自动化加工设备，其结构及原理如图2所示。
图2自动剪板机原理图
2、操纵系统结构
系统设置了7个限位开关，别离用于检测各部份的工作状态。
其中，SQ1检测待剪板料是不是被输送到位。
SQ2、SQ3别离检测压块B的状态，检测压块是不是压紧已到位的板料；
SQ4检测剪切刀A的状态；
SQ7为光电接近开关,检测板料是不是被剪断落入小车；
SQ5用于检测小车是不是到位；
SQ6用于判定小车是不是空载。
送料机构E、压块B、剪切刀A和送料小车别离由四台电动机拖动。
系统未动做时,压块及剪切刀的限位开关SQ2、SQ3和SQ4均断开,SQ1、SQ7也是断开的。
3、工作原理
当系统启动时,输入板料加工尺寸、加工数量等参数，按下自动开关，系统自动运行。
（1）第一检查限位开关SQ6的状态,假设小车空载,系统开始工作,起动送料小车。
小车运行到位,限位开关SQ5闭合,小车停车。
（2）起动送料机构E带动板料C向右移动。
当板料碰着行程开关SQ1时,送料停止同时制动器松开、电磁聚散器结合，主电动机通过传动机构工作。
（3）压块电机启动,使压块B压下,压块上限开关SQ2闭合。
当压块到位,板料压紧时,压块下限开关SQ3闭合。
（4）剪切刀电动机起动,操纵剪子下落。
现在,SQ4闭合,直到把板料剪断,板料落入小车。
（5）当小车上的板料足数时,起动小车操纵电动机,带动小车右行,将切好的板料送至下一工序。
（6）卸下后,再起动小车左行,从头返回剪板机下,开始下一车的工作循环。
板料的长度L可依照需要进行调整,每一车板料的数量可预先设定。
4、系统的操纵要求
据剪板机的工作特点,对操纵系统提出操纵要求如下:
（1）上电后,检测各工作机构的状态,操纵各工作机构处于初始位置。
（2）进料,由操纵系统操纵进料机构将待剪板料自动输送到位。
（3）定剪切尺寸,采纳伺服电机操纵挡料器位置保证精准的剪切尺寸,其尺寸可是定值也能够设置为循环变更值。
（4）压紧和剪切,待剪板料长度达到设定值后由主电动机带动压料器和剪切刀具,先压紧板料,然后剪断板料。
（5）送料车的运行,包括卸载后自动返回。
（6）剪切板料的尺寸设定、自动计数及每车板料数的预设定。
（7）具有断电爱惜和来电恢复功能。
（8）能实现加工进程自动操纵,加工参数显示,系统检测。
（9）保证板料加工精度、加工效率和平安靠得住性。
（10）具有良好的人机操作界面。
三、硬件设计
1、系统主电路的设计
为了实现对交流电机的操纵，采纳图3所示主电路,操纵对象为4台电机。
KM1～KM4为接触器，别离操纵送料、压块、剪切和小车电机。
图3操纵系统的主电路图
2、PLC的选型
由于可编程操纵器（PLC）把运算机的编程灵活、功能齐全、应用面普遍等优势与操纵器系统的操纵简单、利用方便、抗干扰能力强、价钱廉价等优势结合起来，而其本身又具有体积小、重量轻、耗电省等特点，在工业进程操纵中的应用愈来愈普遍。
加上PLC以其在硬件设计中采纳了屏蔽、滤波、光电隔离等技术，在软件设计中采纳了故障检测、信息爱惜与恢复等方法，进一步提高了PLC的靠得住性。
目前在国内市场上有从美国、德国、日本等国引进的多种系列PLC，国内也有许多厂家组装、开发数十种PLC，故PLC系列标准不一，功能良莠不齐，价钱差异。
在此情形下，PLC的选择应着重考虑PLC的性能价钱比，选择靠得住性高，功能相当，负载能力适合，经济实惠的PLC。
在此设计中，采纳日本三菱公司生产的FX2N—48MR系列PLC系统作为主机。
3、系统硬件接线图
KM1操纵送料机构电机的接触器；
KM2、KM2’操纵压块电机的接触器，驱动电机的正反转，操纵压块压紧和放松板料；
KM3、KM3’别离操纵剪切电机的接触器，驱动电机的正反转，操纵剪切刀上下运行；
KM4和KM4’操纵送料小车电机的接触器，驱动电机的正反转,从而操纵小车的左行和右行。
HL1为小车空载指示,依照需要,还可增设其它信号指示。
其自动剪板机与PLC操纵的外部接线图如图4所示。
图4自动剪板机与PLC操纵的外部接线图
4、I/O端子分派
（1）输入设备
系统的启动停止按钮:
SB1,SB2
限位开关:
SQ1,SQ2,SQ3,SQ4,SQ5,SQ6,SQ7
光电开关:
SQ8
热继电器常闭触头:
FR1，FR2，FR3，FR4
（2）输出设备
一块板料剪切完成并落入小车时,光电检测开关SQ7合一次,计数器作减1计数。
本设计中假设小车可最多载30块板料。
把现场开关输入设备按编号接在PLC的输入端子上，相应的输出设备接在输出端子上。
其端子的对应输入输出分派表，如表1所示。
表1I/O分派表
输入信号
输出信号
元件代号
作用
输入继电器
输出继电器
SB1
系统停止
X0
KM1
送料电机
Y0
SB2
系统启动
X1
KM2
压块下移
Y1
SQ1
板料到位
X2
KM2ˊ
压块上移
Y2
SQ2
压块上限
X3
KM3
剪切刀下移
Y3
SQ3
压块下限
X4
KM3ˊ
剪切刀上移
Y4
SQ4
剪切刀状态
X5
KM4
小车左移
Y5
SQ5
小车左到位
X6
KM4ˊ
小车右移
Y6
SQ6
小车状态
X7
HL1
小车空载指示
Y7
SQ7
小车右到位
X10
板料计数
X11
FR1
送料电机热保护
X12
FR2
压块电机热保护
X13
FR3
剪切电机热保护
X14
FR4
小车电机热保护
X15
四、PLC程序设计
1、系统的软件
分析可知，本系统是一个多工步的顺序操纵系统，运用模块化程序结构,实现系统，有结构简单、编程方便等优势。
利用PLC移位寄放器的移位功能，可实现步进顺序操纵，使每一步严格按顺序动作。
计数器对每车板料进行计数，其值由用户依照需要设定。
2、程序流程图
PLC操纵程序流程如图5所示。
图5操纵系统的流程图
3、全自剪板机操纵程序
依照操纵电路的分析和操纵的要求编写出操纵程序。
给出操纵程序如下:
用空载指示灯是亮仍是熄灭，判定小车是不是有板料。
若是亮就说明小车已没有板料；
若是熄灭就说明小车上还有板料。
通过空载指示灯的状态，让可编程操纵器作出判定，是让小车继续停在那个地址，仍是让小车左行。
程序如图6所示。
图6空载指示灯梯形图
如图7所示，此程序是顺序操纵。
在小车左行到位以后，程序就开始进行顺序操纵，使压块、剪切刀、送料机构能够按顺序的动作。
在动作的同时，有必要的爱惜。
如：
联锁爱惜。
都是必需要的。
图7顺序操纵梯形图
如图8所示，本课题小车须装有30块板料。
当装有30块以后，程序使得计数器复位；
压块、剪切刀恢复到原先状态；
使送料机构临时停止动作。
小车右行，右行到位后，等待卸板料。
待板料卸完小车的操纵指示灯就亮了，小车自动的左行，继续上述的程序动作。
图8板料计数梯形图
五、终止语
自动剪板机是一种精准操纵板材加工尺寸,将大块金属板材进行自动循环剪切加工,并由送料车输送到下一工序的自动化加工设备，其整个工艺进程很符合顺序操纵的要求，因此，在操纵进程中，采纳可编程操纵器对自动剪板机进行操纵。
可编程操纵器是一种将运算机技术，自动操纵技术和通信技术结合在一路的新型工业自动操纵设备,不仅能实现对开关量信号的逻辑操纵,还能实现与上位运算机等智能设备之间的通信。
它较好地解决了采纳继电器-接触器操纵，操纵系统较复杂,大量的接线使系统靠得住性降低,也间接地降低了设备的工作效率这一问题。
因此,将PLC应用于该操纵,具有操作简单、运行靠得住、抗干扰能力强、编程简单，操纵精度高的特点。
在操纵的进程中，剪板机剪板的个数可依照工艺参数方便的修改，而且利用光电接近开关检测板料状态超级准确。
参考文献
1.王阿根主编，《电气可编程操纵原理与应用》，清华大学出版社，2005
2.徐铁主编，《PLC应用技术》，中国劳动和社会保障出版社，2007
3.张万忠，《可编程操纵器应用技术》，北京:
化学工业出版社，2007
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