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摘要 摘要 玻璃磨邊機是玻璃深加工必須的專用設備，其作用是根據需要將玻璃邊部磨 削成特定的形狀。本文論述了基于S7-226PLC實現的玻璃磨邊機設計。文章首先 介紹了玻璃磨邊機的現狀及其在設計中要實現的磨削花型。其磨削花型分別是: 磨直線斜邊、磨靠邊基本波浪邊、磨直線波浪邊、磨雙直線波浪邊、磨樹葉型波 浪邊、磨直線樹葉波浪邊。隨后介紹了玻璃磨邊機控制系統的設計情況。其硬件 設計采用S7-226PLC作為控制核心，加上相應的接口電路、通訊裝置和智能化軟 件設計，由其高速計數裝置并通過旋轉編碼器檢測電機轉速，通過PLC輸出控制 磨輪進給電機和磨輪旋轉電機進而控制磨削不同花型:PLC的程序完成了各種開 關量信號的采集，磨輪旋轉角度和磨輪進給參數的采集，磨輪旋轉角度和磨輪進 給參數的計算、輸出控制等功能，文章對其進行了分析。作者選用了PWS1711人 機界面對玻璃磨邊機進行實時監(jiān)視和參數設置，文章介紹了玻璃磨邊機人機界面 軟件設計，包括主畫面、磨直線斜邊子畫面、參數設置畫面、控制畫面、手動調 整畫面、調試畫面等。為進一步提高磨削精度，作者將原方案中控制磨輪進給的 普通電機改由伺服電機來完成，文章最后對其控制思想進行了討論，并給出了基 于PLC實現的模糊PID程序設計。 關鍵詞:PLC;玻璃磨邊機;人機界面:PID;磨輪 緒論 1緒論 1.，課題來源及意義 上世紀80年代隨著交通、建筑和旅游業(yè)的迅速發(fā)展，對深加工玻璃的需求越 來越多，使玻璃深加工行業(yè)得到了較快的發(fā)展，玻璃深加工的產量上升較快。大批 浮法玻璃生產線的建成投產，給玻璃深加工提供了優(yōu)質玻璃原片:建筑業(yè)、交通業(yè) 發(fā)展的加快和檔次的提高，為深加工玻璃的應用開辟了廣闊的市場;但是，由于玻 璃加工機械水平的影響，大部分玻璃深加工企業(yè)的生產能力并沒有充分發(fā)揮出來。 由于世界主要玻璃生產企業(yè)對平板玻璃以及其它品種的玻璃都在尋求新的利潤增 長點，產品創(chuàng)新、新工藝探索、降低成本、產生高附加值等己成為各大玻璃廠商 發(fā)展的目標。因此目前世界上5096-60%的平板玻璃原片均進行深加工后再上市， 浮法玻璃原片己不再風光，而是向功能型、實用型、裝飾型、安全型、環(huán)保型五 大方向的深加工玻璃發(fā)展，這是21世紀平板玻璃創(chuàng)新產品不容爭議的目標。近年 來，我國玻璃深加工企業(yè)發(fā)展很快，數量不斷增加，規(guī)模越來越大，玻璃磨邊機 作為玻璃深加工企業(yè)必須的專用設備，其市場需求也將越來越多。然而到目前為 止，國內玻璃磨邊設備還不很成熟，大多只適合單件加工，而不能應用于批量生 產線。大型玻璃深加工企業(yè)必須采用自動化程度高的智能玻璃磨邊機。 由于現階段國產玻璃磨邊機自動化程度較低，難以滿足玻璃深加工行業(yè)快速 發(fā)展的要求，因此安徽理工大學與方圓玻璃機械廠合作進行智能玻璃磨邊機研制。 1.2玻玻磨邊機的主要種類及特點 目前國內玻璃深加工企業(yè)使用較多的幾種玻璃磨邊機如下〔23 [4] [10] (l)單臂異形磨邊機(簡稱異形機或單臂機) 異形機的最大特點是用途廣泛，異形機既可以磨直邊，也可磨圓邊、鴨嘴邊， 還可磨斜邊;既可以磨圓形工件，也可磨橢圓及異形工件。在獨立吸盤上裝上靠 模，用異形機可以磨一些形狀不規(guī)則的工件。 (2)直線磨邊機 直線磨邊機的特點有三個:一是用途比較單一，只能磨各類直線邊;二是可 連續(xù)性磨削，生產效率較高:三是可磨削尺寸較大的平板玻璃。 直線磨邊機是各類磨邊機中品種、規(guī)格最多的磨邊機，按能磨削的直線邊的 不同，它又可分為如下三種: 1)直線磨邊機(簡稱直邊機) 直邊機只能磨削玻璃的平底邊及兩棱角，按磨頭數分，有三、五、八、九、 十、十三、十四磨頭等數種機型。一般來說，磨頭數越多，則磨削精度和生產效 率越高，相應地機器的價格也越高。而電腦控制的直邊機(一般磨頭數都在十或 十以上)價格更高。 近些年來，國內市場上又出現一種既可磨平底邊，又可磨45度底邊的兩用直 邊機，用量也比較多。另外還有可磨一組或兩組互成角度底邊的磨邊機，叫多級 磨邊機。這種機型磨頭較多，一般為計算機控制。 2)直線圓(簡稱圓邊機) 圓邊機可以磨削玻璃的圓邊、鴨嘴邊等，在家具、玻璃的加工中用的較多。 圓邊機也有三、五、六、七、八、九磨頭等數種機型。 3)直線斜邊機(簡稱斜邊機) 斜邊機一般用于磨削玻璃3-20度的斜邊。現在，有的斜邊機也可磨削45 度的斜邊。斜邊機按磨頭數分，也有七、八、九、十、十一、十四磨頭等機型。 近些年來又出現一種能在玻璃斜邊上磨出各種波浪花紋的斜邊機，叫波浪斜邊機。 (3)靠模磨邊機(簡稱靠模機仿形機) 靠模機利用模板準確定位，可精確磨削圓形或異形玻璃的直邊、圓邊、鴨嘴 邊、斜邊等，這種磨邊機磨出的玻璃形狀準確，尺寸統一，生產效率較高。 使用靠模磨邊機需要制作專門的模板，當生產品種較多時，不但制作模板費 用較高，而且管理、更換模板也較麻煩，因此這種機型適用于生產品種不多，但 生產批量很大的玻璃加工。 (4)內圓磨邊機(簡稱內圓機) 內圓機的特點是結構簡單，價格低廉，但用途比較單一，主要適于加工圓周 邊(可以是正圓，也可是橢圓或異形圓)?，F國內有些廠生產的內圓機，擺臂較長， 使磨頭的擺動范圍加大。這種機型不但可磨內圓，也可兼磨外圓，又稱為內外圓 磨邊機。 (5)直線雙邊磨邊機(簡稱雙邊磨機) 雙邊磨機的特點是可同時磨削玻璃的兩條對邊，加工精度好，生產效率高， 適用于大批量的玻璃磨邊生產。 雙邊磨機按使用性能分有雙直邊磨邊機和雙圓邊磨邊機兩種，其中雙直邊磨 邊機用的較多。 雙邊磨機按磨削玻璃寬度的不同可分為中小型和大型兩種。最大磨削寬度在 兩米以下的稱為中、小型雙邊磨機，磨頭配置有四、六、八、十二磨頭等。最大 磨削寬度在兩米及兩米以上的稱為大型雙邊磨機，磨頭配置有十六、二十、二十 二磨頭等。大型雙邊磨機一般為電腦控制，自動化程度較高，適于磨削大尺寸平 板玻璃，但是，這種設備的價格比較昂貴。 (6)其他磨邊機及專用磨邊機 除以上介紹的磨邊機以外，還有一些結構簡單、用途單一的磨邊機，如倒角 機、小圓片機、拋光機等。另外還有一些專門加工某種產品的專用磨邊機，如汽 車后視鏡磨邊機、洗手盆磨邊機等。 1.3國內外發(fā)展與應用情況 目前玻璃磨邊機設備不少是進口的，進口磨邊機主要來自意大利生產，另外 還有來自韓國、美國、臺灣等地的磨邊機用的也較多〔日。進口機的質量、精度、 生產效率和使用壽命都要比國內機好，但進口機價格昂貴，一般為國內同類機價 格的3-10倍。玻璃磨邊機目前仍以進口設備為主，雖然國外這方面的技術和設備 都很成熟，在國際市場上也應用廣泛，但完全依賴進口設備的缺點也是明顯的， 首先進口設備價格昂貴，需花費大量的外匯;其次它的定貨周期、購買備品備件的 周期長，對正常生產造成一定的影響，特別是設備的控制軟件部分，由于保密性 強而無從深入了解，功能擴展性差，一旦出現問題就必須等國外的專家來維護和 調試，對正常生產有很大的影響，故研制和開發(fā)國產的智能玻璃磨邊機的重要性 是顯而易見的，不僅能夠提高玻璃加工技術水平和市場競爭力，而且隨著玻璃深 加工行業(yè)的迅猛發(fā)展，該設備的應用前景也是很廣闊的。 1.4本文的主要工作 玻璃磨邊機的作用是根據需要將玻璃邊部磨削成特定的形狀。其機械結構主 要由磨削進給系統和加工工作臺兩部分構成。加工工作臺上放置被加工的玻璃， 玻璃靠普通交流電機驅動在加工工作臺上移動，磨削砂輪的轉動也由普通交流電 機驅動.，磨削進給系統也采用普通交流電機驅動，用以控制磨削砂輪的運動軌跡， 以便將玻璃邊部磨削成不同的形狀。這也是應方圓玻璃機械有限公司的要求而設 計的方案，本文第3章與第5章對其進行了詳細介紹。為了進一步提高磨削精 度， 作者對上述方案進行了改進，將普通電機的工作改由伺服電機完成，本文第6章 給予了分析。本文主要工作包括: 玻璃磨邊機的總體設計 玻璃磨邊機的電氣控制部分硬件設計 可編程控制器的選型、模塊設計 旋轉編碼器及高速計數器分析 人機界面選型、設計 PLC與人機界面的程序設計 基于PLC的模糊PID設計等。 1.5本章小結 本章對課題的來源和意義、玻璃磨邊機的結構組成、玻璃磨邊機的主要種類 及特點、目前國內外應用情況、玻璃磨邊機的主要參數以及本文的主要工作等做 了簡要介紹。