周 鋒，陳 暉，徐 麗

（揚(yáng)力集團(tuán)股份有限公司 壓力機(jī)研究所，江蘇 揚(yáng)州 225000）

在鍛造過程中，鍛件溫度過高會對產(chǎn)品成型精度有較大的影響，鍛件的溫度過低直接影響到壓力機(jī)及模具的安全，會造成模具破碎，甚至模鍛壓力機(jī)過載，直接導(dǎo)致設(shè)備損壞。所以在鍛造作業(yè)時，溫度的把控非常重要。

以往常常通過有一定經(jīng)驗(yàn)的老鍛工師傅觀察鍛件顏色來預(yù)判工件溫度。目前用手持式測溫儀進(jìn)行測溫，但這種工作模式直接影響工作效率，及對溫度控制仍然為人工操作。

本設(shè)計通過引進(jìn)遠(yuǎn)紅外測溫儀，對溫度進(jìn)行測量，經(jīng)過PLC與數(shù)字顯示模塊處理相關(guān)數(shù)據(jù)，將不符合觸摸屏中的所要求溫度的工件剔除，壓力機(jī)不予自動沖壓。符合溫度要求的工件，壓力機(jī)自動沖壓，完成工件成形。

1 設(shè)計方案

1.1 數(shù)據(jù)接收與處理流程

圖1 框架圖

如圖1所示，在觸摸屏上給出所需溫度的輸入窗口，通過觸摸屏與PLC通訊，將相關(guān)數(shù)據(jù)寫進(jìn)PLC，將PLC作為上位機(jī)，數(shù)字儀表下位機(jī)，將通過遠(yuǎn)紅外測溫儀得到的相關(guān)溫度模擬量通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，存入到PLC中進(jìn)行處理，得出該次測量的相關(guān)數(shù)據(jù)是否符合設(shè)置要求，并控制壓力的進(jìn)行沖壓或停止沖壓并報錯。

1.2 配置表

以IMPAC測溫儀、三菱PLC、三菱觸摸屏、SWP數(shù)字儀表為例，配置如表1所示。

表1 配置表

1.3 通訊協(xié)議

觸摸屏與PLC通訊如圖2所示。

圖2 通訊協(xié)議

1.4 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊接線示意圖（圖3）

1.5 IMPAC遠(yuǎn)紅外測溫儀

紅外測溫儀是用于測量金屬，陶瓷或者石墨的數(shù)字化非接觸式測溫儀。被測物體測量點(diǎn)上紅外線輻射會通過鏡頭在一個檢波器上描述出來并轉(zhuǎn)換成電子信號。這個信號會在測溫儀中被數(shù)字線性化并轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的模擬和數(shù)字輸出信號。

圖3 接線示意圖

根據(jù)測溫儀采集的數(shù)據(jù)對數(shù)據(jù)通過PLC處理，在模區(qū)對工件進(jìn)行溫度檢測，對不符合要求的，進(jìn)行進(jìn)一步的甩料控制，并報警提示，對爐溫進(jìn)行排查。

1.6 測溫儀與二次儀表的接口圖（圖4）

2 設(shè)計原理

2.1 工作流程

基本工作流程如圖5所示。

2.2 工藝步驟

圖5 系統(tǒng)基本的工作流程圖

（1）若溫控開關(guān)被關(guān)閉，則壓力機(jī)動作不受溫度影響。在試用模具，測試鍛打工件溫度時使用。

（2）對測溫裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

（3）對采集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化處理后，進(jìn)行相關(guān)動作。①將所需要的溫度值輸入至溫度控制的目標(biāo)溫度對話框內(nèi)。②溫度控制開關(guān)如果激活，則對目標(biāo)值與當(dāng)前值進(jìn)行比較。③當(dāng)前出爐溫度低于目標(biāo)溫度時，PLC輸出信號，驅(qū)動甩料機(jī)構(gòu)。當(dāng)前溫度高于目標(biāo)溫度時，PLC輸出信號，驅(qū)動推料機(jī)構(gòu)，料經(jīng)滑道進(jìn)入模具。④進(jìn)入模具的工件，如果當(dāng)前溫度低于目標(biāo)溫度，PLC輸出信號，頂出機(jī)構(gòu)動作頂料，甩料機(jī)構(gòu)將工件推入廢料收集盒。⑤若溫度達(dá)到要求，則機(jī)床顯示溫度綠燈亮起，可以沖壓。沖壓結(jié)束后，頂料機(jī)構(gòu)動作，推料機(jī)構(gòu)，將鍛打好的工件推入料框內(nèi)，一次工作流程完畢。

3 程序編寫與畫面設(shè)計

3.1 根據(jù)工藝流程定義地址表（表2）

3.2 程序編寫

（1）對模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊初始化：1通道、2通道模式為0電壓輸入；

（2）采集平均數(shù)為3次；

（3）將1通道數(shù)據(jù)寄存在D120中，處理后存入D310，將2通道數(shù)據(jù)寄存在D130中，處理后存入D330；

（4）將采集處理后的溫度數(shù)值與規(guī)定值進(jìn)行比較，得出結(jié)論；

表2 地址表

（5）將處理結(jié)果進(jìn)行輸出；

（6）觸摸屏畫面編寫（圖6）。

4 結(jié)束語

這種直觀的簡單的操作模式，無需考慮出爐溫度及工件模具溫度，經(jīng)過溫度控制設(shè)置，自動篩選工件，對產(chǎn)品的質(zhì)量與模具的壽命及設(shè)備的壽命都有很大的幫助。

推料及甩料裝置直接減輕了工人的工作強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率。

[1] 三菱自動化.FX3S·FX3G·FX3GC·FX3U·FX3UC系列用戶手冊[模擬量控制篇][M].JY997D19601，2014.

圖6 觸摸屏畫面

[2]LumaSense Technologies.IMPAC IGA40使用手冊[M].2010.