[发明专利]中小模数齿轮高频淬火生产线自动控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种中小模数齿轮高频淬火生产线自动控制系统，包括可编程序控制器PLC主机，AD及DA功能模块和触摸屏，其特征在于PLC主机输入端子分别与生产线中物位检测光电开关、气动机械手和淬火机床的控制按钮和限位开关、高频电源故障信号输出端及操作面板选择开关相连接，可采集所述生产线中各开关量信号；输出端子分别与生产线中梯形上料机构的交流接触器、物料传送机构的变频器、气动机械手的电磁阀、淬火机床的电磁阀与变频器、高频电源控制继电器及主电源的控制继电器相连接，输出端子还接有故障报警灯等信号指示装置；PLC主机I/O扩展端口连接1块4路AD功能模块，用来采集红外测温仪和冷却水传感器的数据，预留两路输入通道以备扩展用；AD功能模块的总线端口连接1块DA功能模块，控制高频电源的输出功率；触摸屏连接在PLC主机RS-422编程口，以实现其对工艺参数设置与监控功能。

2.如权利要求1所述的中小模数齿轮高频淬火生产线自动控制系统，其特征在于，所述生产线由全固态高频感应加热电源、淬火机床、非接触测量红外测温仪、3自由度气动机械手以及阶梯式上料机构、物料传送机构组成一个成套装置，集中由可编程序控制器PLC主机、AD及DA功能模块所控制。

3.如权利要求1所述的中小模数齿轮高频淬火生产线自动控制系统，其特征在于，所述生产线中物料传送机构及淬火机床的变频器按PLC程序设定的速度运行，并通过触摸屏监控画面可方便修改。

4.如权利要求1所述的中小模数齿轮高频淬火生产线自动控制系统，其特征在于，所述生产线中高频电源的输出功率由PLC程序设定，并通过触摸屏监控画面可方便修改。

5.如权利要求1所述的中小模数齿轮高频淬火生产线自动控制系统，其特征在于，所述冷却水温传感器由集成传感器及其变送电路组成，采用0-10V电压输出方式。

6.一种用于中小模数齿轮高频淬火生产线自动控制系统的控制方法，包括手动与自动运行两种模式，配置触摸屏监控画面可以实现工艺参数设置与监控功能，其特征在于主控部分步骤如下：

a PLC开机系统初始化；

b参数设置、A/D、D/A设定及采样；

c询问系统正常与否；

d运行模式状态初始化；

e系统故障报警；

f工作方式选择控制，包括

f1单个操作；

f2原点复位；

f3自动运行，其中自动运行方式包括

f31步进；

f32单周期运行；

f33连续运行；

g手动程序，包括两个子程序

g1单个操作程序

g2原点复位程序

h自动程序。

7.如权利要求6所述的控制方法，所述的步骤b参数设置包括加热温度的设定值，高频电源输出功率、冷却水温报警设定值，传送带1及淬火机床驱动主轴变频器的转速设定值；A/D、D/A设定包括FX_2N-4AD、FX_2N-4DA的模块识别、通道输入状态、平均采样次数和错误状态标志。

8.如权利要求6所述的控制方法，所述的触摸屏监控画面包括工艺参数设定与显示画面、生产监控画面等，由触摸按钮来切换。

9.如权利要求6所述的控制方法，所述的自动运行的控制部分，步骤如下：

【1】、状态继电器S2；

【2】、特殊辅助继电器M8041常开接点，移行开始信号；

【3】、特殊辅助继电器M8044常开接点，原点条件信号；

【4】、使传送机构上料、传送带1变频器BP1按设定值驱动电机正转、接通高频控制电源和主电源；

【5】、光电开关检测信号；

【6】、停止上料和传送带1、机械手下降；

【7】、机械手下限位信号；

【8】、机械手抓料；

【9】、机械手夹紧限位信号；

【10】、机械手上升；

【11】、机械手上限位信号；

【12】、机械手右行；

【13】、机械手右限位信号；

【14】、机械手下降；

【15】、机械手下限位信号；

【16】、淬火机床主轴上限工位到达信号；

【17】、机械手松开并延时1秒；

【18】、延时时间到信号；

【19】、淬火机床主轴下降；

【20】、到达加热工位信号；

【21】、使淬火机床变频器BP1按设定值驱动机床主轴正转、高频电源加热、工件当前温度值与设定值比较；

【22】、温度大于或等于设定值使能辅助继电器接点；

【23】、使淬火机床主轴下降；

【24】、到达喷淋淬火工位信号；

【25】、喷淋淬火并延时8秒、计数进行产量统计，

【26】、延时时间到信号；

【27】、淬火机床主轴停转并上升；

【28】、淬火机床主轴到达上限工位；

【29】、机械手抓料；

【30】、机械手夹紧限位信号；

【31】、机械手上升；

【32】、机械手上限位信号；

【33】、机械手右旋；

【34】、机械手右旋限位信号；

【35】、机械手下降；

【36】、机械手下限位信号；

【37】、机械手松开并延时1秒；

【38】、延时时间到信号；

【39】、机械手上升；

【40】、机械手上限位信号；

【41】、机械手左旋；

【42】、机械手左旋限位信号；

【43】、机械手左行；

【44】、机械手左限位信号。