摘要：在针对电机转子抛光机可编程控制器系统进行设计和具体应用的时候，要结合实际情况，对各个零部件进行科学合理的选择和利用。这样不仅等于设计出符合实际要求的系统，而且还能够提高该系统在应用时的效率和质量，本文对此进行分析，为该系统的实际应用效果提供保障。
关键词：电机转子；抛光机；可编程；控制器系统
异步电机笼型转子为铸铝件，由于硅钢片和铸铝硬度不一样，所以在车削加工中，硅钢片和铸铝接触的地方会产生铝须毛刺。这些毛刺会增加电机杂散损耗，而且这种毛刺很难通过改良刀具和优化加工参数的方法来彻底消除。若通过一定工艺进行处理后，如使毛刺减少、片间粘连得到有效控制，大部分情况下转子外圆特殊处理后杂耗占输入功率有一定幅度的降低，平均降低附加损耗 0.4%。
1抛光机的结构及控制要求
本设计的成套电机转子抛光机设备，主要功能是采用人工上料和 PLC 自动化抛光相结合对转子进行表面抛光处理。主要由电源、转子夹具及滑台、电控柜、光幕、抛光仓、吸尘器、抛光设备、加工仓门气缸、人机界面及操作按扭等组成。其中，转子夹具可人工安装( 待加工转子) 或拆卸( 已加工转子) ，滑台可将加工件送入( 出) 抛光仓，仓门开闭由光幕信号感知; 抛光设备由 2 台抛光电机协调组合，电机轴与径向可调的钢丝轮同轴，钢丝轮外围带钢丝刷，当电机转动时，钢丝刷对转子表面进行抛光打磨[1]。抛光滑台由步进电机驱动，可根据抛光情况对钢丝轮进行径向调节，对钢丝刷和转子间施以不同抛光压力，提高抛光效果。抛光过程中产生的碎屑等微粒通过吸尘器排出抛光仓。通过放大 10 倍显示转子硅钢片间隙图像，实时观测抛光效果。
2选型及断电保护问题
三菱 PLC 可运用在复杂的运动控制中，本系统选择了三菱 Fx1s，其优势在于离散控制
和运动控制，有丰富的控制指令，还有专门用于运动控制的定位指令，伺服和步进控制方 便实现。编写程序要尽量满足系统的稳定性。在能满足系统稳定性时，要最大限度的简化程序，特别注意程序的安全保护: 急停装置、互锁保护、防误操作等。
2.1 I/O分配
I/O分配是程序编辑前的重要步骤，明确的I/O分配表可减少程序设计带来的修改。I/O
口主要关系到输入输出元件的关系。
根据输入输出的要求和特性。
2.2气缸控制
控制气缸主要是控制电磁阀的通、断电，进而改变压缩空气与气缸的接入状态。电磁阀通电时，阀芯接通压缩空气和气缸，气缸按照设定的方向运动，故气缸的控制可以按照继电器和接触器的通断控制方法。在双作用的气缸中，必须保证只能是单个气缸接通压缩空气，两个气缸同时接入不能工作，在程序编辑时需要加入互锁步骤保证安全。单作用气缸的控制如点动控制或自锁电路，单作用气缸控制如图 3 所示。具体是把 Y0 常开辅助触点与起动按钮 X0 并联，当得到起动按钮X0 的信号后 Y0 辅助触点闭合，进行状态保持，此时再松开起动按钮 X0，Y0 也不会断开，当停止按钮 X1 断开时，Y0 断电常开触点断开，起到停止作用[2]。双作用气缸中需要加入互锁开关，其互锁的意思是两个开关不能同时打开，即将 A 回路串联 B回路的常闭辅助触点，将 B 回路串联 A 回路的常开辅助触点，两个控制回路起到相互制约的目的。
线圈的自锁和互锁电路不仅用于气缸控制回路，还可以直接运用于异步电机的通断。由于异步电机只需接通和断开交流电源就能控制电机的起动和停止过程，故可将自锁和互锁电路直接用于异步电机控制电路。
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2.3步进电机控制
本抛光机的步进电机使用脉冲控制法，即PLC 发出一个脉冲，步进电机旋转一个步距角。使用 PLC 的高速脉冲输出连续的脉冲信号就可让步进电机旋转，变化的脉冲频率起到调速的目的，定量的脉冲数目用来定位。直接起动的单向定量脉冲输出［PLSY］，用来产生指定数量和频率的脉冲。在 X0 为 ON 时，Y0 输出频率为 1 000 Hz，个数由 D0 指定，当输出脉冲个数达到设定值 D0时，脉冲停止输出，执行结束的脉冲标志位 M8029。
2.4安全保护
机械设备稳定运行是设计的目标。控制系统中必须加入保护程序，以免误操作带来伤害。紧急停止是所有机械必备的功能，不同的设计者和程序员使用的方法也不相同。在本机械中，紧急停止用了 PLC 的区间复位功能，按钮接通时，区间复位功能强制把机械涉及到的辅助继电器复位，所有软原件复位后，机械停在当前位置，只有钢丝轮和吸尘器受惯性影响不会即刻停下。本装置中，检查的部分是调试选择开关、后门开关情况，同时还加入了机器运行状态检查。机器运行状态检查是保证机械正常运行的必要条件。一个工作周期还在执行过程中，操作者触发开始按钮，如果程序中没有起动锁定，机械就会在当前转为开始运行的状态，轻则损坏产品和机械，重则造成人员伤亡[3]。在本控制程序中，使用辅助继电器 M11 作为机械运行状态的监视，当机械的一个周期未完成时，辅助继电器 M11 才能接通，当程序单个周期还在运行时，辅助继电器 M11 断开输入信号，起到运行保护作用。
2.5系统归零点
运动位置归零是运动控制不可缺少的组成部分，抛光机中使用系统归零程序是系统稳定快速运行的保证。本机器在单个周期运行前设置了系统归零点，主要目的是针对系统非正常关闭导致部件不在零点的影响，也用于紧急停止的恢复步骤。本抛光机中，辅助继电器 M10 是单次恢复的触发元件，M9 是单次触发的自锁，过程中检查需要归零的信号，对未归零的信号执行归零步骤，其中主要是步进电机的归零。步进平台不在最高和最低位置时执行向下走程序，下限传感器得到信号时，切断脉冲输出，完成步进电机的归零。
2.6仿真设置
程序编辑完成后，选择“梯形图逻辑测试启动”，程序模拟写入 PLC 完成后，弹出“LADDEＲLOGIC TEST TOOL”对话框，该对话框是模拟 PLC实际的运行界面。在 GX Developer 中会弹出“监视状态”消息框，其为仿真系统扫描周期时间和模拟 PLC 的运行状态。在监视和模拟条件下，常闭触点变成蓝色，并实时输出运行结果。仿真系统和监视模式相同导通的元件以蓝色显示，蓝色块状的显示方式可以直观的查看软原件的当前状态仿真软件运行时通过蓝色标识显示软原件的通断状态，可以通过软件了解 PLC 的运行步骤，同时还会显示计数器、寄存器等的当前值。但是由于高速通道信号切换过快，故软件不显示高速通道运行状态。在程序仿真和系统监控界面，可以利用“软原件测试”功能，强制修改目标元件的当前状态，如: 软原件开闭、输入信号、寄存器当前值等。利用强制修改的方法可以实现无需外维线路触发程序，模拟传感器、信号发生器、各类开关的信号输入，对程序稳定性调整、设备安全方面有重要意义。
3结束语
本文主要是针对电机转子抛光机的可变成编程控制器系统进行科学合理的设计，在具体设计过程中，从多个环节和角度出发。这样不仅能够从根本上保证该系统在设计过程中的全面性和有效性，而且还能够为该系统在后期使用过程中的安全性和稳定性提供保障，为该系统的应用效率提升提供有效保障。
参考文献：
[1]刘侃,张洪,马俊峰.自动抛光机设计及抛光结构受力分析[J].科技视界,2018(08):127-129.
[2]荣誉,刘双勇,王洪斌,韩勇.轮毂打磨5-DOF机械臂动力学建模与驱动参数预估[J].中国机械工程,2018,29(04):449-456.
[3]刘丹.高压电机常见故障的现场检修方法探索和研究[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2014(12):200-201.
论文作者:梁全开
论文发表刊物:《电力设备》2018年第32期
论文发表时间:2019/5/24
标签：转子论文; 气缸论文; 脉冲论文; 系统论文; 抛光机论文; 程序论文; 电机论文; 《电力设备》2018年第32期论文;