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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(jù)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(xiàn)的玻璃磨邊機設計。文章首先 介紹了玻璃磨邊機的現(xiàn)狀及其在設計中要實現(xiàn)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(tǒng)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(shù)裝置并通過旋轉(zhuǎn)編碼器檢測電機轉(zhuǎn)速，通過PLC輸出控制 磨輪進給電機和磨輪旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)角度和磨輪進給參數(shù)的采集，磨輪旋轉(zhuǎn)角度和磨輪進 給參數(shù)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(shù)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(shù)設置畫面、控制畫面、手動調(diào) 整畫面、調(diào)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(xiàn)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(chǎn)量上升較快。大批 浮法玻璃生產(chǎn)線的建成投產(chǎn)，給玻璃深加工提供了優(yōu)質(zhì)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(chǎn)能力并沒有充分發(fā)揮出來。 由于世界主要玻璃生產(chǎn)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(chǎn)品創(chuàng)新、新工藝探索、降低成本、產(chǎn)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(chǎn)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(shù)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(nèi)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(chǎn)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(xiàn)階段國產(chǎn)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(nèi)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(chǎn)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(shù)分，有三、五、八、九、 十、十三、十四磨頭等數(shù)種機型。一般來說，磨頭數(shù)越多，則磨削精度和生產(chǎn)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(shù)都在十或 十以上)價格更高。 近些年來，國內(nèi)市場上又出現(xiàn)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(shù)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(xiàn)在，有的斜邊機也可磨削45 度的斜邊。斜邊機按磨頭數(shù)分，也有七、八、九、十、十一、十四磨頭等機型。 近些年來又出現(xiàn)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(tǒng)一，生產(chǎn)效率較高。 使用靠模磨邊機需要制作專門的模板，當生產(chǎn)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(chǎn)品種不多，但 生產(chǎn)批量很大的玻璃加工。 (4)內(nèi)圓磨邊機(簡稱內(nèi)圓機) 內(nèi)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)。現(xiàn)國內(nèi)有些廠生產(chǎn)的內(nèi)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(nèi)圓，也可兼磨外圓，又稱為內(nèi)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(chǎn)效率高， 適用于大批量的玻璃磨邊生產(chǎn)。 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(chǎn)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(nèi)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(chǎn)，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(zhì)量、精度、 生產(chǎn)效率和使用壽命都要比國內(nèi)機好，但進口機價格昂貴，一般為國內(nèi)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(chǎn)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(xiàn)問題就必須等國外的專家來維護和 調(diào)試，對正常生產(chǎn)有很大的影響，故研制和開發(fā)國產(chǎn)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(jù)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(tǒng)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(qū)動在加工工作臺上移動，磨削砂輪的轉(zhuǎn)動也由普通交流電 機驅(qū)動.，磨削進給系統(tǒng)也采用普通交流電機驅(qū)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(zhuǎn)編碼器及高速計數(shù)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(nèi)外應用情況、玻璃磨邊機的主要參數(shù)以及本文的主要工作等做 了簡要介紹。