冲床控制系统设计

1、 机床电气与plc课程设计说明书题 目 冲床控制系统设计 应用技术学院 系 机械设计制造及其自动化 专业 0681班 10 号学生姓名 . 指导教师 .完成日期 2009年06月20日 .湖南工程学院应用技术学院湖南工程学院课程设计任务书设计题目：冲床控制系统设计 姓名 系别专业机械设计制造及其自动化班级 0681 学号 指导老师 教研室主任 一、设计要求及任务1设计要求（1）用plc进行控制；（2）按给定的工作路线加工，具备单周期和自动循环两种工作方式；（3）有必要的联锁保护。2设计任务（1）绘制工作流程框图或顺序功能图；（2）绘制plc的硬件接线图；（3）相关元器件的计算与选型，制定元器件

2、明细表；（4）编写全程序梯形图或指令表，并通过调试；（5）编写设计说明书。二、进度安排及完成时间1设计时间：一周，2009年06月 15日至2009年06月19日。2进度安排星期一星期三：布置设计任务，查阅资料，熟悉设计要求及任务，软硬件设计。星期四星期五：整理资料，按格式撰写设计说明书，上交设计作业（打印稿及电子文档）。目 录第1章 概述11.1 引言 11.2 控制系统的功能 2第2章 硬件设计 32.1 控制要求32.2 控制方案42.3 i/o分配表52.4 元器件选型62.5 i/o接线图7第3章 软件设计83.1 顺序功能图83.2 梯形图9第4章 系统调试10小结11致谢12参考

3、文献13第1章 概述1.1 引言目前,我国机械制造业存在大量的通用设备,在发展现代机械自动化技术时,可以应用微电子技术改造这些已有通用设备,比如用数显、数控装置改造通用设备,提高单机自动化程度;用可编程序控制器改造通用机床、专用机床、组合机床及自动设备与半自动设备组成的生产线,这样可以把计算机功能完备、编程灵活、适应性强的优点和继电器控制简单、抗干扰能力强、价格便宜等优点结合起来，这是一条低成本、高效益，符合我国国情的机械自动化技术发展应用新途径。随着可编程控制器技术的发展,传统机械设备的控制柜逐渐被新一代的智能化仪表所代替,对于日益复杂的控制功能,传统控制柜显得无能为力,而可编程控制器具有可

4、编程序的特点,运行时可以根据要求,自动选择控制算法、适应性强、可编程控制器采用软件代替硬件的方法,可以简化线路,使控制设备的性能价格比不断提高,本设计的研究目的,在于探索在板材加工中,应用可编程控制技术,实现板材加工的自动控制。全自动剪板机广泛的应用于在板材加工系统中,板料长度检测，板料进料、压紧、走刀、落料、长度调整等过程必须按一定的节拍控制精确度动作，而且不同长度、不同厚度、不同材料的板材,各动作行程、先后顺序、刀具位置等要求都不一样，对于这样的控制要求,传统控制柜很难实现,综合考虑设备的性能/价格比，显示直观性、外表美观性、灵活性等诸方面因素,本设计采用可编程控制器，根据自动剪板机对控制

5、系统的要求进行方案设计。1.2 控制系统的功能剪板机应用于许多金属加工和薄板开料操作，在设计剪板机之前必须对几个因素进行考虑，包括剪板机的剪切能力、产率增强选件和安全性。剪板机类型由许多因素决定，诸如剪板机可处理材料的长度、厚度和种类。 剪板机可以按剪切形式及其驱动系统进行分类，有两种结构形式常用于电动龙门剪床：闸式（也叫滑块式）和摆式。 闸式剪板机利用驱动系统操纵动刀片向下移动到一定的位置，使动刀片在整个行程内几乎与定刀片保持平行。为了使刀架片横梁在相互移动的过程保持合适的状态，闸式剪板机需要一个滑块导向系统。 摆式剪板机驱动系统中有一个用来操纵动刀片，使动刀片依附于滚柱轴承向下回转。这种结

6、构不再需要利用凹字形导向条或滑道使刀片在剪切过程保持合适的姿势。 在评价剪板机时需要考虑的一个因素是指定的工作需要多大的剪切能力。剪板机的规格数据几乎都以低碳钢和不锈钢为剪切对象。为了把金属加工厂对剪板机的要求同这些数据进行对照，必须根据剪板机的能力核对工厂的材料规格。 有些剪切能力是针对低碳钢规定的，因此可能包括抗张强度60,000psi，而另一些剪切能力适用于a-36或抗张强度80,000 psi。剪切不锈钢的能力几乎总是小于低碳钢或a-36钢。另外，某些铝合金所需要的剪切力竟然和钢一样大。剪切角（动刀片通过定刀片时的角度）是决定切口质量的重要因素。一般而言，剪切角越小，切口质量越好。如果

7、落在剪板机后面的零件比较短（小于4(1.22m)），可能出现俯曲、扭曲和拱起等切口质量问题。剪切角较小的剪板机需要较大的动力。 剪板机依靠重要的标准部件和能够增加生产率的选购件来增强产率，提高生产率可以表现为许多形式：节约人力，改进物料流动，提高精度，改善切口质量并避免辅助操作，但最重要的是增强安全性。用fxgp_win-c软件编制plc控制程序，并将程序写入到plc，通过plc控制实现剪板机工作过程的自动控制。第2章 硬件设计2.1 控制要求 据剪板机的工作特点,对控制系统提出控制要求如下:1 上电后,检测各工作机构的状态,控制各工作机构处于初始位置。2 进料,由控制系统控制进料机构将待剪板

8、料自动输送到位。3 定剪切尺寸,采用伺服电机控制挡料器位置保证精确的剪切尺寸,其尺寸可是定值也可以设置为循环变动值。4 压紧和剪切,待剪板料长度达到设定值后由主电动机带动压料器和剪切刀具,先压紧板料,然后剪断板料。5 剪切板料的尺寸设定、自动计数的预设定。6 具备断电保护和来电恢复功能。7 能实现加工过程自动控制,加工参数显示,系统检测。8 保证板料加工精度、加工效率和安全可靠性。2.2 控制方案剪板机结构原理示意图，如图2.1所示。 图2.1 剪板机结构原理图开始时压钳和剪板机在上限位置，限位开关x0和x1为on，板料的右端在压钳和剪刀交接处的下方。按下启动按钮x10，工作过程如下：首先板料

9、右行（y0为on）至限位开关x3动作，然后压钳下行（y1为on）；压紧板料后，压力继电器x4为on，剪刀开始下行（y2给on）。剪断板料后，x2变为on，压钳和剪刀同时上行（y3和y4为on，y1和y2为off），它们分辨碰到限位开关x0和x1后，分别停止上行，均停止后，又开始下一周期的工作，剪完10块料后停止工作并停止在初始状态。2.3 输入和输出点分配表 表2.1 输入输出点分配表名 称代号输入名 称代号输出启动sb1x010送料机构yv0y000压钳限位开关sq1x000压钳下行yv1y001剪刀限位开关sq2x001剪刀下行yv2y002剪料完成开关sq3x002压钳上行yv3y003

10、送料到位开关sq4x003剪刀上行yv5y004压紧x004计数器c0c02.4元器件选型及明细表 表2.2 明细表序号元器件技术要求选 型数量1可编程控制器输入点数14输出点数8三菱fx2n-48mr1台2继电器若干3启动按钮14限位开关若干6连接导线红、黑两种颜色若干2.5 i/o接线图 图2.2 接线图第3章 软件设计要求3.1 顺序功能图 图3.1 顺序功能图3.2 梯形图：第4章 系统调试1、硬件调试断电时检查电源是否接好，地线是否接好，各输入/输出点是否接好接牢。接通电源，检查三菱fx2n-48mr可编程控制器是否可以正常工作，接头是否接触良好。将通讯电缆（sc-09）的9心型插头

11、插入微机的串行口插座，再将通讯电缆的圆形插头插入编程插座。2、软件调试按要求输入梯形图，转换成指令表，并进行语法的检查，正确后设置正确的通信口，将编辑好的程序传入plc运行，使用编辑器联机调试操作，检查各点工作状态，并配合观察plc各点输入/输出指示led或输入/输出设备工作是否符合程序功能要求。配合着上位机软件动画效果来观察硬件的连接。3、运行调试在硬件调试和软件调试正确的基础上，打开三菱fx2n-48mr可编程控制器的“run”开关进行调试；观察运行的情况，看是否是随时按下停止按钮可以停止 系统运行，或者等待100个脉冲后，系统是否停止运行。根据以上的调试情况，本冲床程序的plc控制系统设

12、计符合要求。 总结经过一周的奋战我的课程设计终于完成了。在没有做课程设计以前觉得课程设计只是对这几年来所学知识的单纯总结，但是通过这次做课程设计发现自己的看法有点太片面。课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次课程设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次课程设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自已知识和综合素质。在这次课程设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我

13、们更好的理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。 我的心得也就这么多了，总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。最后终于做完了有种如释重负的感觉。此外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。 在此要感谢我们的老师对我们悉心的指导，感谢老师们给我们的帮助。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富，使我终身受益。致谢通过本次课程设计，自己感觉对plc又了解很多。特别是对梯形图的编写，有更上一步的趋势，但同时也感觉在某些方面存在着很大的误区。在同学的帮助，老师的指导下，还是顺利的完成了课程设计。每感到每学期的课程设计都是比较反感的，但还是每每都