席 陽(yáng)

（無(wú)錫汽車工程中等專業(yè)學(xué)校，江蘇 無(wú)錫 214153）

0 引言

沖壓機(jī)床是一種通用鍛壓裝備，通過(guò)施加強(qiáng)大的壓力，實(shí)現(xiàn)對(duì)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(yīng)用于傳統(tǒng)的沖壓機(jī)床，充分利用PLC系統(tǒng)構(gòu)成靈活，編程簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可以設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送料，沖壓，自動(dòng)堆料及計(jì)數(shù)功能的自動(dòng)沖壓系統(tǒng)，從而節(jié)約物料成本，提高生產(chǎn)效率。

1 設(shè)計(jì)思路

系統(tǒng)的控制動(dòng)作可分為四個(gè)步驟：送料——壓?！蚜稀?jì)數(shù)。

系統(tǒng)中包括三臺(tái)電機(jī)，分別是送料傳送帶控制電機(jī)M1、控制壓機(jī)上下動(dòng)作電機(jī)M2、機(jī)械手伸縮控制電機(jī)M3。使用五個(gè)接近開(kāi)關(guān)進(jìn)行位置控制，分別為：送料限位和下限位，模壓上限位，機(jī)械手伸限位與縮限位。另有一個(gè)光電開(kāi)關(guān)設(shè)置在料板下落處，進(jìn)行計(jì)數(shù)。

機(jī)械手用絲桿帶動(dòng)裝有吸嘴的平板運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的伸出與縮回動(dòng)作。這樣不僅傳動(dòng)迅速而且平穩(wěn)，靠吸嘴吸附料板，還避免了對(duì)料板造成的傷害。

系統(tǒng)共計(jì)4種操作模式。按自動(dòng)化程度的高低設(shè)為自動(dòng)、半自動(dòng)及手動(dòng)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(fù)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(dòng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用三相鼠籠轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固、運(yùn)行方便、可靠、容易控制與維護(hù)、價(jià)格便宜。

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

圖1 JG23-40沖床傳動(dòng)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(dòng)機(jī)的功率還要考慮電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間的聯(lián)軸器、帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、滑動(dòng)軸承的效率。為了減小電動(dòng)機(jī)的功率，在傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置了飛輪。在曲柄壓力機(jī)傳動(dòng)中，飛輪的慣性拖動(dòng)的扭矩占總扭矩的85%以上,綜合考慮以上因素選用電動(dòng)機(jī)的輸出功率應(yīng)該大于20KW。

飛輪的工作轉(zhuǎn)速為80r/min，按推薦的合理傳動(dòng)比范圍確定電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量以及帶傳動(dòng)和壓力機(jī)的傳動(dòng)比，最后選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)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(kāi)關(guān)檢測(cè)體為金屬材料，根據(jù)選型原則，選用高頻振蕩型接近開(kāi)關(guān)。該類型接近開(kāi)關(guān)對(duì)鐵鎳、A3鋼類檢測(cè)體檢測(cè)最靈敏，對(duì)鋁、黃銅和不銹鋼類檢測(cè)體檢測(cè)靈敏度較低，符合控制要求。

3 PLC控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)

PLC選用了西門(mén)子公司的ST-200系列小型PLC，具備功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高等特點(diǎn)。

完整的程序包括主程序及自動(dòng)、半自動(dòng)、手動(dòng)、復(fù)位等子程序，這里以自動(dòng)程序?yàn)槔?/p>

圖2 PLC控制程序順序功能圖

具體控制過(guò)程如圖2所示，按下啟動(dòng)按鈕，開(kāi)始運(yùn)料，直至碰到送料限位開(kāi)關(guān)，停止動(dòng)作；模具開(kāi)始下壓，直至壓到下限位，動(dòng)作停止；模具開(kāi)始上升，直至碰到上限位開(kāi)關(guān)，動(dòng)作停止；機(jī)械手伸出，直至碰到伸限位開(kāi)關(guān)，動(dòng)作停止；吸嘴動(dòng)作，并且機(jī)械手縮回，直至碰到縮限位開(kāi)關(guān)，吸嘴放松，動(dòng)作停止；完成一個(gè)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(diǎn)是：生產(chǎn)效率高，是傳統(tǒng)手工送料線的4-5倍；全程自動(dòng)化、智能化，整個(gè)壓力機(jī)系統(tǒng)只需2-3人進(jìn)行監(jiān)控等，可以極大的提高生產(chǎn)效率，以滿足市場(chǎng)需求。

隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)壓力機(jī)技術(shù)的要求也快速提高，PLC控制實(shí)現(xiàn)單機(jī)連線自動(dòng)化就是其發(fā)展的一個(gè)主要方向。

PLC具有可靠性高、易操作、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試快速靈活等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化，監(jiān)控系統(tǒng)的自動(dòng)化，既可以節(jié)約物料成本，也可以大大節(jié)約時(shí)間成本，具有廣闊的發(fā)展前景。

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