PLC板材切割机自动控制的设计(2)
1.2 自动切割机的现状及发展趋势
1.2.1 数控切割机近年的发展
1.2.2 各类型数控切割机的特点及其应用情况
1.2.3 数控切割机发展趋势
2.1 板材切割系统简介
在建筑行业和各种设备生产行业中，板材的需求量越来越大，质量要求也越来越高，如何提高其生产效率一直是人们高度关注的问题。随着自动化技术的进步与发展，板材生产的自动化程度也逐渐提高。切割机是板材生产上必不可少的自动化设备之一。
板材切割系统简介
板材切割系统主要是对各种材料进行加工的生产系统，目前很多生产单位依然采用手动操作，不仅步骤繁多，而且需要熟练的技巧和丰富的经验，同时在实际的生产环境中，由于在切割时出现的大量粉尘、噪音、温度较高等因素，使得工业现场环境十分恶劣，同时各种不同的材料在大小、前进速度及给进长度都是根据切割过程中的情况而发生变化的，容易造成产品质量不稳定。随着科学技术的进步，自动化的控制系统已经逐步出现，并且已得到了广泛的应用，用机器代替人进行自动化的操作已成为现实，并且速度快、质量高，也能改善工人的劳动条件。
根据切割材料的不同，板材切割系统主要分为两个方面，一个是金属切割方面，另一个是石板切割方面，当然还包括一些管线切割、玻璃切割等方面。在其主要应用的两个方面，虽然在机械结构方面有一定的差异，但其主要操作过程大体是相同的，都包括工件输送、到位检测、切割机启动准备、切割过程启动、工件后处理等过程，板材切割系统工作示意图如图6-1所示。
图1-1 板材切割系统工作示意图
板材切割系统的机械结构相对比较简单，主要包括牵引机、切割机及相关的输送机构和切割辅助设备，对生产线上的原材料进行运输、加工处理。而要实现板材切割的自动化，必须要设计一种可靠的电气控制系统，但是由于切割过程中需要检测许多外部信号并实现精确的位置控制，例如，携带工件的大车是否到位，工件是否被夹紧，在特定时刻打开切割机，大车前进一定的距离。这样就需要电气控制系统严格按照状态执行各个工序，根据PLC检测的状态启停不同的设备，使得控制系统相对比较复杂。
板材切割系统按照切割对象的不同可分为：金属板材切割、石板切割等。
对于金属板材的切割，大多采用火焰切割方法，即通过高温将金属熔化，然后利用气流将金属板材割断。在此控制系统中，在适当时机点燃可燃气体对板材进行切割，实现对金属板材的加工要求，金属板材切割示意图如图6-2所示。
图1.2 金属板材切割示意图
对于石板的切割，大多采用刀盘切割的方式，即利用刀盘的高速旋转，对石板进行切割。再此控制系统中，由于石板的厚度一般比较厚，因此需要多次切割才能完成一次加工过程，当刀盘没有达到切割系统所设置的下限时，需要往返切割以实现切割功能，石板切割系统工作示意图如图6-3所示。
图1.3 石板切割系统工作示意图
2.2板材切割系统的功能要求
继电器控制系统，其控制方式采用硬件连线方式实现，利用继电器触点的串、并联关系，以及延时继电器的使用，组合形成逻辑控制功能。由于其连线多且复杂，同时体积庞大，一旦设计好之后就只能实现其最初设计的功能，如果进行功能扩展或者改变控制顺序将非常困难。在控制速度方面，继电器控制主要靠机械的触点动作来实现，其工作频率低而且还会出现机械抖动现象，受其机械特性的影响，继电器控制系统的寿命较短，可靠性和文护性较低。