抛丸机

摘要:根据抛丸机除锈装置的生产工艺要求,本文介绍了该装置的PLC控制系统的组成及状态转移图程序的设计方法,并分析了其程序的特点,对步进控制系统的PLC应用具有一定的实践意义。

1、装置的构成：

本文介绍的除锈装置是为大型金属工件(包括铸件)表面进行除锈清砂处理而设计制造的专用设备。它是通过喷抛金属丸击打工件表面,使其表面的锈蚀物或砂粒及氧化层脱落,从而达到对工件表面进行清洁处理的目的的。

抛丸机的该装置的抛丸室示意图如图1所示,由以下四部分构成:

(1)抛丸系统。由升降横梁10、走行架11、回转架12、抛丸机8组成。左右移动2个走行架及改变2个回转架的转角可调整2个抛丸机在工件14上抛丸的落点及击打面;调节横梁升降可改变抛丸机与工件间的距离,以控制抛丸击打力度。

(2)供丸系统。喷抛的铁丸和被击落的锈蚀物或砂粒,经2台横向螺旋输送机5,纵向螺旋输送机6送至斗提机4,由其将铁丸及锈蚀物或砂粒一起提升到抛丸室上部的丸砂分离器3中,经它分离后的铁丸通过电磁阀控制的闸门7进入抛丸系统。

(3)辅助系统。由运载工件进入抛丸室的工件车9、抛丸室的前、后电动卷帘门1(图1中未画出)组成。在抛丸机抛丸的同时,工件车在抛丸室的轨道上按操作台上预先设定好的速度匀速移动,这时已调整好角度和位置的2个抛丸机即可对整个工件表面进行除锈处理。(4)通风除尘系统。由45kW的通风机2及带有旋转电机(0.8kW)及反吹电机(7.5kW)的布袋除尘器13组成。

2、电控系统的配置：

(1)、PLC点数的确定及选型：
电控系统采用PLC集中控制,其电控系统的配置如图2所示。选用日本三菱公司F1系列产品。工艺要求分手动、自动两种操作方式。通过转换开关SB1进行选择,其控制面板如图3所示。

“手动”时,上述设备均可分别通过各自的手动按钮对其进行起、停或反转操作。

“自动”时,按压SB2按钮后,整个除锈工作可按编写的程序自动完成。

由按钮和转换开关向PLC输入的操作指令达48点,另外横梁升降、走行架移动、卷帘门开闭、工件车进出、供丸闸门关开均采用接近开关或光电开关向PLC传入位置信息,需12个输入点,考虑预留则共需输入点70余个;至于输出,除通风除尘系统及供丸系统的电动机只控制起停外,其它系统的电动机均需正、反转控制,故输出点共需32点,因此选用F1- 60MR基本单元一台, F1- 60ER扩展单元一台,可提供72个输入点, 48个输出点。

(2)工件车交流变频调速系统
由于工艺要求工件车需无级调速,牵引电机为Y112M- 4交流异步电动机,功率4kW,选用SIEMENS6SE3121- 0DC40型变频器,是U/f恒定控制方式。属恒转矩调速,由速度给定电位器设定车速。

(3)、自整角机位置显示系统：
抛丸除锈时,由于前、后卷帘门关闭,因此抛丸室将与外界隔绝,无法得知其内部运行情况,故在操作台上设置55LS5S型自整角接收机6台,分别与横梁升降、走行架(2台)、回转架(2台),工件车上的6台55LF5C型自整角发送机相连,以显示上述设备每一时刻所在的位置和角度。

(4)、大功率交流电动机的软起动：
功率为45kW的通风机采用A- B公司SMC- 2型150- A97软起动器进行起动,运行中的失速和起动过程中缺相均可保护。

3、PLC的控制程序设计：

(1)、自动方式时的状态转移图程序：

PLC的控制程序也按自动和手动两种方式编写。

手动时,置SB1于“手动”位,此时, X000通,允许运行手动程序。这时装置中各电机的状态将分别由各自的操作按钮进行控制。其梯形图程序较简单,从略。

自动时,置SB1于“自动”位,此时, X001通,允许运行自动程序,如此时按压SB2按钮,则X002通, PLC就开始运行根据工艺要求编写的自动抛丸除锈程序,其程序即状态转移图程序如图4所示。这时装置的

电机等将按下列顺序起动并工作:

关前、后卷帘门

• 1※起动通风机
• 2※起动丸砂分离器
• 3※起动斗提机
• 4※起动横向螺旋输送机
• 5(2台)※起动纵向螺旋输送机
• 6※开启供丸阀门
• 7※起动抛丸机
• 8※起动工件车
• 9,开始对工件抛丸除锈。

当整个工件表面的除锈工作完成之后(由工件车前、后光电限位开关测知)仍由状态转移图程序控制按下列顺序自动停机:

关闭供丸闸门

• 7※关闭抛丸机
• 8※关纵向螺旋输送机
• 6※关横向螺旋输送机
• 5(2台)※关斗提机
• 4※关丸砂分离器
• 3※关通风机
• 2※开启前、后卷帘门
• 1。这时前、后卷帘门的开启限位X013及X400均为“1”态。

因此S600被置位,自动程序复位到原始状态。当第二件工件准备好时,再按SB2, X002通,状态由S600转到S601,则对第二个工件重新开始上述过程。

(2)、程序特点：

• ①工艺要求在自动抛丸除锈时,要每隔10秒起动一台设备。故状态转移图中每个状态器(S)的转移条件是各计时器(T)的设定值即K10。
• ②本装置的步进控制和通常的步进控制略有不同,通常用状态器(S)进行工序控制时,每当工序由上一个状态转移到下一个状态的时候,上一个状态将会自行关闭。如S602被激励,则Y432有输出,通风机将起动;延时10秒后, T452接通,这时的工作状态将由S602转移到S603,通过Y433将起动丸砂分离器。这时,上一状态器S602控制的通风机将被关闭。但工艺上却要求:每隔10秒起动一台设备,并且一经起动就要运行下去。为此,对程序中的输出继电器(Y)使用了置位S(SET)和复位R(RESET)指令,来满足工艺要求。
• ③根据工件锈蚀情况,可以利用选择开关SB3(见图3)设定一次清理或二次清理。当设定一次时,X004通,一次清理完成后(工件车向前到位, X010通),则状态由S611跳步到S613;当设定为二次时,X003通,则状态由S611转到S612,则工件车后退进行第二次抛丸清理,完成后(工件车后退到位, X011通),再转入S613。