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精密車床主軸加工生產線集成控制系統的應用

2020-05-29
薛慶鑫
(沈陽機床股份有限公司,遼寧 110142)
  摘 要:智能化車間是制造業的發展趨勢。本文介紹了通過使用WinCC組態軟件、西門子PLC組建MES系統,實現智能化控制精密車床主軸加工線的過程。此系統試運行完成,完全滿足項目計劃要求。
  關鍵詞: 車床主軸;生產線;NC;PLC
  一、功能
  本控制系統分為兩層,第一層采用一臺西門子IPC677D工控機,采用WinCC組態軟件設計的監控系統,數據庫用SQL Server 2008數據庫;第二層是用西門子S7300作為生產線主控,使用Profibus總線通過千兆工業交換機連接生產線各單元,并接入網絡,實現主控PLC對線內設備的數據采集與控制。
  本控制系統的功能是通過PLC主控層控制各單元(如機床開關門、機械手上下料、機床加工、各單元停止、急停和生產線急停等),監控生產線各單元狀態(如運行狀態、故障狀態和急停狀態),從而指導各單元生產運行,收集機床數據(如主軸數據、進給數據、軸數據、加工數據、時間數據和報警數據)等。
  二、生產線組成
  主軸柔性生產線一共由13臺設備組成,如圖1所示。線內包括3臺高剛性數控車床、3臺數控端面外圓磨床、1臺數控專用內圓磨床和1臺關節機械手,線外有1臺高剛性數控車床、1臺三坐標測量機、2臺中心孔磨床和1臺臥式加工中心。

 

圖1 線內主要單元聯線示意
  主控PLC通過Profibus與機床連接,其中西門子840Dsl系統通過數控系統中PLC的DB塊進行組態交互,華中818A系統默認Ethercat協議輸出到AnybusX_ECTS_PRTS模塊轉換后連接到Profibus總線,通過PLC進行組態交互。
  三、主控PLC
  主控PLC與線內高剛車機床的部分交互信息如附表所示,同時將這些數據傳給監控系統,監控系統可以通過這些信息掌握機床的實時情況,并可以通過主控PLC指導機床進行生產。
主控PLC與機床部分交互信息表
  四、系統界面
  系統的主界面如圖2所示,包括8個線內設備及28個料架,系統通過PLC反饋狀態給各單元標注不同顏色,并且用文字描述機床狀態。系統可以通過PLC主控給各個設備發出指令,也可以根據情況切換各機床的線上自動加工模式或離線手動加工模式。
圖2 精密車床主軸加工生產線主界面
  系統的操作界面如圖3所示,使用中文界面,系統通過PLC反饋狀態給各單元標注不同顏色,并且用文字描述機床狀態,可以方便用戶監控、操作生產線。
圖3 主軸柔性生產線半自動操作界面
來源:《金屬加工:冷加工》2019年第2期