由于天然大理石具有不規(guī)則性，有缺邊，掉角，所以在很長一段時(shí)間內(nèi)，大理石的表面拋光都采用人手進(jìn)行拋光，成本高，效率低。為了更好的解決人力成本與效率的問題，本文展開對大理石大板拋光機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行全面分析，以實(shí)現(xiàn)大理石板材的全自動(dòng)拋光。
    在天然石材墻地磚的加工史上，由于石材板面的不規(guī)則性，對加工設(shè)備的要求極高，導(dǎo)致很長一段時(shí)間內(nèi)，還處在落后的人手進(jìn)行打磨拋光。人工拋光的勞動(dòng)強(qiáng)度極大，而且不是流水線作業(yè)，生產(chǎn)效率極低，石板材板面大，容易碎裂，對人生安全構(gòu)成了一定威脅，固自動(dòng)化的拋光生產(chǎn)線需求極大。
    雖然我國石材設(shè)備制造業(yè)已初具規(guī)模，但是加工水平依然處于比較初級的階段。多數(shù)設(shè)備功能單一，而且依賴造價(jià)較高、對環(huán)境要求苛刻以及維修維護(hù)困難的進(jìn)口設(shè)備。隨著電氣技術(shù)的快速發(fā)展，特別是高性能PLC，矢量控制變頻器的功能變的更加強(qiáng)大，為更好的適應(yīng)石材加產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提高石材拋光機(jī)的拋光效率，本設(shè)計(jì)從多方面為石材拋光機(jī)配備先進(jìn)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。
    本機(jī)的電氣系統(tǒng)主要用于控制皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，橫梁擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，磨拋電機(jī)，磨拋電機(jī)升降機(jī)構(gòu)，以及各機(jī)構(gòu)監(jiān)測和保護(hù)，以實(shí)現(xiàn)拋光機(jī)的全自動(dòng)控制。電氣系統(tǒng)主要采用西門子300系列PLC，安川A1000系列變頻器，輔以電子尺、光電傳感器、編碼器、壓力檢測開關(guān)等低壓電氣構(gòu)成。
    安川A1000系列變頻器
    安川A1000系列變頻器屬于高性能矢量變頻器，其具有出色轉(zhuǎn)矩特性，能夠?qū)崿F(xiàn)高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，只有0.5HZ的頻率輸出的情況下都有200%力矩輸出。而且采用過勵(lì)磁制動(dòng)，有效縮短了減速時(shí)間，使機(jī)械傷害降到最低。
    西門子PLC
    本機(jī)采用的西門子314C-2DP系列PLC，運(yùn)行速度快，而且采用profibus-dp通信協(xié)議，具有良好的抗干擾能力與通用性。314C系列PLC本身帶有4個(gè)高速計(jì)數(shù)器，4個(gè)模擬量輸入，2個(gè)模擬量輸出，還有多個(gè)數(shù)字量輸入輸出點(diǎn)，具有良好的經(jīng)濟(jì)適用性。
    進(jìn)板掃描機(jī)構(gòu)
    采用64個(gè)光電開關(guān)對板材的橫向規(guī)格進(jìn)行掃描，再輔以編碼器記錄板材的縱向規(guī)格。兩者均進(jìn)入PLC，可以把在PLC內(nèi)部把整個(gè)板材外形轉(zhuǎn)化成矩陣的形式，記錄下矩陣的那個(gè)點(diǎn)缺板掉角，就可以很簡單的進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算。同時(shí)每個(gè)拋光磨頭的位置也記錄在大矩陣當(dāng)中，當(dāng)拋光磨頭的矩陣與板材矩陣重疊的時(shí)候，就可以判斷該板材已經(jīng)到達(dá)該磨頭下方，磨頭可以降下來磨板。這就能實(shí)現(xiàn)板材缺損檢測功能，使磨頭能夠自動(dòng)避讓。
    橫梁擺動(dòng)機(jī)構(gòu)
大理石拋光機(jī)擺動(dòng)橫梁上掛有16個(gè)磨拋電機(jī)，負(fù)重極大，而且來回?cái)[動(dòng)，擺動(dòng)幅度也只有2.1米。要使板材拋光后光潔亮麗，必須高速打磨，固擺動(dòng)速度與磨頭速都要很快。對橫梁擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制，是一個(gè)嚴(yán)酷的要求。
    大本機(jī)采用安川A1000系列變頻器，變頻器的選取必須滿足PCN≥K1KPM/ηcosΦ
    K1:容量過載系數(shù)，通常取1.1~1.2倍，
    K：電流波形的修正系數(shù)，（PWM）方式取1.05~1.1
    η：電動(dòng)機(jī)的效率，通常取約0.85
    cosΦ：電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)，通常約0.75
    PM:負(fù)載所需求的電動(dòng)機(jī)軸的輸出功率（KW）
    由于是橫梁是短距離來回?cái)[動(dòng)，固會(huì)出現(xiàn)頻繁的高速換向，需要選用2個(gè)4045B，連接的電阻器型號為20KW,13.6歐姆，以釋放換向時(shí)的巨大電流。由于慣性極大，而且剛啟動(dòng)時(shí)候要獲得較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)距，調(diào)試過程中都要實(shí)施電機(jī)參數(shù)自學(xué)習(xí)，達(dá)到最優(yōu)化的運(yùn)行模式。
   橫梁上安裝有編碼器進(jìn)行閉環(huán)控制，通過PLC的高速計(jì)數(shù)器模塊，可用于記錄橫梁擺動(dòng)的位置，通過PLC控制變頻器在什么速度，什么位置換向。另外PLC也能通過編碼器正確判斷磨頭是不是在板材上方。磨頭在板材上方的時(shí)候，磨頭才能下來磨板。
    皮帶傳動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)
    皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要用于輸送板材，采用變頻控制，可以有效適應(yīng)不同板材的加工工藝要求。傳動(dòng)輥筒上安裝有編碼器，用于記錄板材前行的位置，只有當(dāng)板材到達(dá)該磨頭，磨頭才能下降。沒有板材的時(shí)候，磨頭自動(dòng)升起。皮帶傳動(dòng)變頻器只采用簡單的V/F控制，因?yàn)槠且恢蓖白撸覍λ俣鹊纫蟛桓摺?br />     磨頭升降機(jī)構(gòu)與磨頭電機(jī)
    整機(jī)上共有16個(gè)拋光磨頭電機(jī)，電機(jī)功率為11KW，同時(shí)啟動(dòng)的話電流沖擊極大。固本系統(tǒng)采用按順序啟動(dòng)，為防止磨拋效果不好，需要在拋光磨頭與橫梁都完全啟動(dòng)的情況下才能夠使傳動(dòng)皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)，板材行走，以使板材行走過程中一定會(huì)磨到。
    磨頭升降采用氣缸電磁閥控制，直接通過PLC輸出點(diǎn)驅(qū)動(dòng)升降。除了保障輸出狀態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)外，氣缸控制比液壓控制，更能避免剛性接觸使板材碎裂。
    各個(gè)磨頭上都配有電子尺，采用模擬量輸入到PLC，通過線性轉(zhuǎn)換，磨頭升降高度20mm對應(yīng)27648模擬量。磨頭配有電子尺就能精確的檢測到磨料磨損情況，當(dāng)磨料用完的時(shí)候，報(bào)警停機(jī)，磨頭自動(dòng)升起，這樣就磨頭就不會(huì)打爛板材，人也不用每時(shí)每刻觀察磨料損耗程度。
    保護(hù)機(jī)構(gòu)
    整機(jī)設(shè)有多個(gè)保護(hù)機(jī)構(gòu)，以防止機(jī)器故障對人或機(jī)器帶來不必要的傷害。整機(jī)上裝有西門子MP277觸摸屏，用于監(jiān)控報(bào)警與生產(chǎn)運(yùn)行狀況。分別設(shè)有如下報(bào)警
    a.磨料缺損保護(hù)
    b.低氣壓保護(hù)
    c.缺水保護(hù)
    d.橫梁前后限位保護(hù)
    e.翻門保護(hù)
    .編碼器損壞保護(hù)

    目前整機(jī)已經(jīng)投入使用，而且使用效果很好，極大的提高了生產(chǎn)效率。當(dāng)前高效、高質(zhì)以及自動(dòng)化程度高的機(jī)械越來越受到人們的青睞，伴隨著市場的不斷壯大，石材加工設(shè)備正朝著加工能力更強(qiáng)，性價(jià)比更高，更加智能化，人性化的方向發(fā)展。