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精密车床主轴加工生产线集成控制系统的应用

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薛庆鑫

(沈阳机床股份有限公司,辽宁 110142)

  摘 要:智能化车间是制造业的发展趋势。本文介绍了通过使用WinCC组态软件、西门子PLC组建MES系统,实现智能化控制精密车床主轴加工线的过程。此系统试运行完成,完全满足项目计划要求。

  关键词: 车床主轴;生产线;NC;PLC

  一、功能

  本控制系统分为两层,第一层采用一台西门子IPC677D工控机,采用WinCC组态软件设计的监控系统,数据库用SQL Server 2008数据库;第二层是用西门子S7300作为生产线主控,使用Profibus总线通过千兆工业交换机连接生产线各单元,并接入网络,实现主控PLC对线内设备的数据采集与控制。

  本控制系统的功能是通过PLC主控层控制各单元(如机床开关门、机械手上下料、机床加工、各单元停止、急停和生产线急停等),监控生产线各单元状态(如运行状态、故障状态和急停状态),从而指导各单元生产运行,收集机床数据(如主轴数据、进给数据、轴数据、加工数据、时间数据和报警数据)等。

  二、生产线组成

  主轴柔性生产线一共由13台设备组成,如图1所示。线内包括3台高刚性数控车床、3台数控端面外圆磨床、1台数控专用内圆磨床和1台关节机械手,线外有1台高刚性数控车床、1台三坐标测量机、2台中心孔磨床和1台卧式加工中心。

 



图1 线内主要单元联线示意

  主控PLC通过Profibus与机床连接,其中西门子840Dsl系统通过数控系统中PLC的DB块进行组态交互,华中818A系统默认Ethercat协议输出到AnybusX_ECTS_PRTS模块转换后连接到Profibus总线,通过PLC进行组态交互。

  三、主控PLC

  主控PLC与线内高刚车机床的部分交互信息如附表所示,同时将这些数据传给监控系统,监控系统可以通过这些信息掌握机床的实时情况,并可以通过主控PLC指导机床进行生产。
主控PLC与机床部分交互信息表


  四、系统界面

  系统的主界面如图2所示,包括8个线内设备及28个料架,系统通过PLC反馈状态给各单元标注不同颜色,并且用文字描述机床状态。系统可以通过PLC主控给各个设备发出指令,也可以根据情况切换各机床的线上自动加工模式或离线手动加工模式。

图2 精密车床主轴加工生产线主界面

  系统的操作界面如图3所示,使用中文界面,系统通过PLC反馈状态给各单元标注不同颜色,并且用文字描述机床状态,可以方便用户监控、操作生产线。

图3 主轴柔性生产线半自动操作界面

来源:《金属加工:冷加工》2019年第2期