1、引言

1、管類結構具有強度高、剛度好、節省材料以及外形美觀等特點，其成型加工性也很好，所以各種金屬管材為主的中空截面型材被廣泛應用于航空航天、車輛、石油化工、家具及交通運輸等領域。管材彎曲加工是通過局部變形來產生整體連續變形的管件成型方法。管材彎曲加工方法的種類很多，按成型方法可以分為滾彎曲、模彎曲和無模彎曲三種；按彎曲時是否加熱可以分為冷彎和熱彎；按彎曲時有無芯棒可以分為有芯彎管和無芯彎管。近年來還出現了零半徑鋼管彎曲加工、熱應力彎曲和激光彎曲等新的彎管技術。隨著經濟的發展和加工技術水平的提高，各行各業對各種型號彎管的需求迅速增長，對管材彎曲成形質量和精度，對管型加工效率都提出了越來越高的要求。彎管方法也由原來的手工彎制轉變為現在的數控裝備自動彎管，管件質量和生產效率都得到了極大提高。

2、項目簡介

2、1行業介紹

今年，我國機床工具行業的產品結構水平持續提升，技術創新能力顯著增強，但在看到這些發展成就的同時，一系列制約行業發展的問題也隨之而來。我們管材行業也有待提升發展進步，彎管機液壓彎管機、全自動彎管機、數控彎管機、切管機、縮管機、金屬圓鋸機，行業技術更有待加深技術發展。

2、2客戶需求

在參數設置模塊中要實現以下功能：

提供XYZ和YBC兩種坐標方式的管形參數輸入、顯示、編輯和轉換功能。

合理組織各類參數，提供簡單方便的參數輸入人機接口。對輸入的參數作工藝性檢查，對不合法的參數輸入作警告的提示。

由管形參數自動計算管件長度和加工所需管料長度。

可輸入14彎以下不限彎次的管形數據

其它功能如保存和加載各種參數。

2.3解決方案

彎管機的控制由永宏PLC完成，通過PLC的輸出點控制電磁閥來控制油缸，間接的控制油路系統，驅動執行機構的動作。高速脈沖輸出控制伺服驅動器動作。

2.4方案背景

永宏PLC便利的梯形圖編程指令，大大提高了編程的效率，增強了程序的可讀性。深受廣大中小型PLC用戶的青睞。

對于常用的2位3通電磁閥，永宏PLC直接通過輸出觸點便可控制。永宏PLC支持高速計數輸入，最大可達920KHz。永宏PLC單機最多可有4組硬件高速計數器及4組軟件高速計數器。

永宏PLC具有專用NC定位語言，單機最大四軸高速脈沖輸出，最高頻率可達920KHz，具多軸同動與直線插補功能。

永宏PLC具有強大的通訊功能，最高通訊速率可達921.6KHz，支持Modbus、自用通訊協議等常用的數據通訊協議，任意配置常用的RS-232和RS-485通訊拓展口。永宏PLC通俗易懂的指令集，可以簡單便捷的完成PLC主機與其它設備的通訊。

3、控制系統的設計

3.1硬件配置

主機型號為FBs-40MCT+FBs-8YT，觸摸屏選用FT-070ST-T41R，還需選購電磁閥、光電開關、伺服電機等器材。以下是該設備的控制系統結構圖（如圖1）

圖1

3.2控制工藝流程設計

以下是該設備的流程圖（如圖2）

圖2

3.3電氣配線設計

以下是PLC的I/O點配置圖

以下是控制柜整體圖（如圖3）

圖3

4、軟件設計

4、1數據轉換

在彎管機中，操作員輸入的是笛卡爾坐標系的XYZ數據，運動機構接受的控制系統數據為彎管機專用PRB數據。XYZ坐標系與PRB坐標系的關系見圖。故要模擬彎管機的運動，必須先進行坐標轉換計算。

5、設備調試

5.1編碼器輸入的調試

彎管機在彎管時要求PLC讀取的當前編碼器值，并于設定角度進行比較，當到達時馬上發生中斷。（如圖4）

圖4

5.2整體的設備調試

通過對彎曲部分的調試，能讀取到正確編碼器值，就能調試彎管機的整體動作。以下是整體設備圖（如圖5）

圖5

由于管形在空間的位置是比較復雜的，以若干點的坐標來描述管形，人們不易推想出管形的真實形狀。況且，彎管機所使用的數據不是坐標點數據，而是彎管機專用PRB數據。因而，存儲在計算機存儲器內的坐標點數據還必須通過一系列矢量運算，計算出彎管所需要的彎管機專用PRB數據。

7、設備運行

設備調試完畢之后，客戶對彎管機進行了一段時間的使用測試。該設備能夠按照客戶的控制效果完成各項工藝流程，生產出的彎管制品達到較高的工藝水平。

8、應用體會

通過該項目使我了解到永宏PLC在高速計數及高速脈沖方面的優勢。永宏PLC強大的指令集，使程序編寫更人性化，通俗易懂。表格設定使操作更簡單，在項目中用到緩存器表格，通過此表格作為向導來設定高速脈沖指令的相關數據，使得操作過程更簡單。硬件可靠性高，在設備的運行過程中，PLC持續運行，未出現異常，客戶對永宏產品硬件性能表示肯定。