PA管生产线的飞刀切管系统

经过大量的准备工作和调试，飞刀切管系统已正常运转，作为一次经验做此记录以备同行参考。同时希望广大高手对本系统提出宝贵意见以便日后改善提高。 一、 系统功能要求 　　该系统是PA管生产线的后期配套剪切部分。难点之一就是在生产线PA管匀速进给的条件下，切取所需长度和数量的管子，这就要求是飞刀动作；难点之二剪切的过程中要在线进行长度和数量的切换；难点之三保证剪切的精度为±0.1。 二、 硬件选择 　　PA管系双层金属管，进给为径向静止，这就要求刀具为旋转切刀，为了保证横截面的光滑对刀的转速有要求，因此切刀的动力提供需要一个高速旋转电机（电机的选取请参阅相关手册此处略）。切刀要在轴向精确的高速运动切取相应长度和数量的管子且换向自如，经考察西门子直线电机通过FM357模块配合控制可实现此功能。为了完善系统输入长度和数量以及开、停控制配备了人机界面。直线电机有冷却系统；切刀的径向进给是由汽缸来实现的需配备相应供汽系统；直线电机的位置反馈要用到光栅尺。 三、系统配置 注：SST-PFB-SLC用于与ABPLC连接的人机界面通讯。 四、系统工作的基本原理 1．PA管的切割 　　管子进给时带动连接在旋转编码器上的滚轮同步旋转，编码器将管子进给的长度反馈给FM357模块，FM357模块将管子的设定长度与飞刀耦合并同速同向运行，在同速运行的过程中执行切割动作，然后飞刀停下来返回到原点等待下一次的耦合，继续下一次的切割。当切割到该长度要求数量后再切割另一长度。无论在何时检测到管子有破损都要将破损部位切除。 2．PROFIBUS总线 　　人机界面主要提供以下操作：管子的长度和数量的输入，操作模式的选择及模式开始执行信号的提供，正常停止及急停，以及611U的启动与停止和系统中错误的读出与排除这些信号都是通过PROFIBUS（2）与CPU 315-2 DP进行数据交换的。其映射地址为PIW256~PIW319，PQW256~PQW319。驱动直线电机的611U是通过PROFIBUS（1）直接与FM357进行通信的，FM357将执行动作指令发给611U，611U通过光栅尺反馈其执行位置供FM357计算。 ３．控制模式 　　如下图所示这是一个闭环位置控制系统，FM357要计算管子供给轴和直线电机轴的位置并发送指令执行动作，为了减少中间环节保证精度直接将光栅尺的反馈信号给FM357这样有两个好处，1）提高系统的运行精度；2）缩短系统的指令运行时间。对于这样的动作，时间无疑是第一位的所以611U设置为速度控制，减少二次位置运算。这样611U设置其速度控制参数，FM357设置其位置控制参数，系统优化更加方便。 五、结论和意义 1．本系统虽然动作描述简单，由于其为动态切割，减少了普通切割的停机时间，毫无疑问大大提高了生产效率。 2．多轴定位模块和直线电机的结合运用，使切割精度得到了保证。 3．人机界面的运用使操作工人不用再在现场直接操作，这样有效的提高了人员安全系数。同时极大地缩短了故障查找和排故时间，保证了设备能够尽可能短的时间内恢复正常。