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    基于西門子PLC的沖壓控制系統(tǒng)設計

    2016-01-04 10:04:26席陽
    科技視界 2015年35期
    關(guān)鍵詞:系統(tǒng)設計

    席陽

    【摘 要】本文描述了基于西門子PLC的壓力機沖壓控制系統(tǒng)的設計,系統(tǒng)可實現(xiàn)自動送料,沖壓,自動堆料及計數(shù)功能,具備節(jié)約成本、提高生產(chǎn)效率安全性高等特點,有一定的發(fā)展前景。

    【關(guān)鍵詞】PLC;沖壓控制;系統(tǒng)設計

    0 引言

    沖壓機床是一種通用鍛壓裝備,通過施加強大的壓力,實現(xiàn)對金屬材料切斷、沖孔、落料、彎曲、鉚合和成形等工藝。

    將PLC技術(shù)應用于傳統(tǒng)的沖壓機床,充分利用PLC系統(tǒng)構(gòu)成靈活,編程簡單,維護方便,可靠性強等優(yōu)點,可以設計實現(xiàn)自動送料,沖壓,自動堆料及計數(shù)功能的自動沖壓系統(tǒng),從而節(jié)約物料成本,提高生產(chǎn)效率。

    1 設計思路

    系統(tǒng)的控制動作可分為四個步驟:送料——壓模——堆料——計數(shù)。

    系統(tǒng)中包括三臺電機,分別是送料傳送帶控制電機M1、控制壓機上下動作電機M2、機械手伸縮控制電機M3。使用五個接近開關(guān)進行位置控制,分別為:送料限位和下限位,模壓上限位,機械手伸限位與縮限位。另有一個光電開關(guān)設置在料板下落處,進行計數(shù)。

    機械手用絲桿帶動裝有吸嘴的平板運動,實現(xiàn)機械手的伸出與縮回動作。這樣不僅傳動迅速而且平穩(wěn),靠吸嘴吸附料板,還避免了對料板造成的傷害。

    系統(tǒng)共計4種操作模式。按自動化程度的高低設為自動、半自動及手動三種操作模式,由操作人員根據(jù)工作需要人工切換選擇。另有一種復位模式,主要用于調(diào)試和故障處理。

    2 PLC控制系統(tǒng)的傳動設計

    系統(tǒng)采用三相鼠籠轉(zhuǎn)子異步電動機,它結(jié)構(gòu)簡單、堅固、運行方便、可靠、容易控制與維護、價格便宜。

    JG23-40沖床的傳動系統(tǒng)由皮帶傳動、齒輪傳動、軸和軸承等組成。其傳動示意圖如圖1所示。

    圖1 JG23-40沖床傳動示意圖

    JG23-40沖床采用剛性離合器,離合器將放在曲軸上。

    選擇電動機的功率還要考慮電動機至工作機之間的聯(lián)軸器、帶傳動、齒輪傳動、滑動軸承的效率。為了減小電動機的功率,在傳動系統(tǒng)中設置了飛輪。在曲柄壓力機傳動中,飛輪的慣性拖動的扭矩占總扭矩的85%以上,綜合考慮以上因素選用電動機的輸出功率應該大于20KW。

    飛輪的工作轉(zhuǎn)速為80r/min,按推薦的合理傳動比范圍確定電動機的額定轉(zhuǎn)速。綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量以及帶傳動和壓力機的傳動比,最后選擇電動機的型號為Y180L—4,額定功率為22KW,額定轉(zhuǎn)速為1470r/min。

    系統(tǒng)中的接近開關(guān)檢測體為金屬材料,根據(jù)選型原則,選用高頻振蕩型接近開關(guān)。該類型接近開關(guān)對鐵鎳、A3鋼類檢測體檢測最靈敏,對鋁、黃銅和不銹鋼類檢測體檢測靈敏度較低,符合控制要求。

    3 PLC控制系統(tǒng)的程序設計

    PLC選用了西門子公司的ST-200系列小型PLC,具備功能強,性能價格比高等特點。

    完整的程序包括主程序及自動、半自動、手動、復位等子程序,這里以自動程序為例。

    圖2 PLC控制程序順序功能圖

    具體控制過程如圖2所示,按下啟動按鈕,開始運料,直至碰到送料限位開關(guān),停止動作;模具開始下壓,直至壓到下限位,動作停止;模具開始上升,直至碰到上限位開關(guān),動作停止;機械手伸出,直至碰到伸限位開關(guān),動作停止;吸嘴動作,并且機械手縮回,直至碰到縮限位開關(guān),吸嘴放松,動作停止;完成一個周期。

    4 結(jié)論

    本系統(tǒng)相比較于傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式,主要特點是:生產(chǎn)效率高,是傳統(tǒng)手工送料線的4-5倍;全程自動化、智能化,整個壓力機系統(tǒng)只需2-3人進行監(jiān)控等,可以極大的提高生產(chǎn)效率,以滿足市場需求。

    隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展,對壓力機技術(shù)的要求也快速提高,PLC控制實現(xiàn)單機連線自動化就是其發(fā)展的一個主要方向。

    PLC具有可靠性高、易操作、現(xiàn)場調(diào)試快速靈活等特點,實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的自動化,監(jiān)控系統(tǒng)的自動化,既可以節(jié)約物料成本,也可以大大節(jié)約時間成本,具有廣闊的發(fā)展前景。

    【參考文獻】

    [1]王志明,胡建瑞.壓力機取件機械手液壓系統(tǒng)的設計[J].機械制造,2007(12):48-49.

    [2]劉穎,胡友波.沖壓機械設計中PLC的應用[J].自動化應用,2013(7):48-49.

    [3]廖常初.PLC編程及應用[M].機械工業(yè)出版社,2007:63-120.

    [4]吳浩烈.電機及電力拖動基礎[M].重慶大學出版社,1996:173-174.

    [責任編輯:楊玉潔]

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