沖床自動送料機(jī)的PLC控制

楊萬宏

摘 要：本文介紹的沖床與PLC控制自動送料在生產(chǎn)生活中的需要，介紹了PLC自動送料的構(gòu)成思路，設(shè)計(jì)要求，編程方法，程序圖等。是一種用于冷擠壓套圈類零件的送料機(jī)器，是沖床進(jìn)行技術(shù)改造的理想附機(jī)。對自動送料采用了PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行描述，在企業(yè)和公司得到廣泛的運(yùn)用，它在社會上有著很高的使用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：沖床；PLC；機(jī)械手；自動控制

1 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展國內(nèi)有的送料機(jī)構(gòu)由沖床工作臺通過連桿彈簧驅(qū)動滑塊在滑道上水平滑動，將斜道上下來的料，通過隔料機(jī)構(gòu)推到模具中心，并聯(lián)動打板將沖好的料撥掉，往復(fù)運(yùn)動的一整套機(jī)構(gòu)比較簡單，無輸送機(jī)構(gòu)，聯(lián)動可靠，制造容易。但機(jī)械手不能將料提升、夾緊，料道傾斜放置靠料自重滑下，如規(guī)格重量變動，則料道上工件下滑速度不一致，易產(chǎn)生疊料，推料機(jī)構(gòu)沒有將料夾緊，定位不正，廢品率較高，使用也不安全。結(jié)合國產(chǎn)沖床工作特點(diǎn)，采用機(jī)械手與輸送機(jī)構(gòu)配合為主要裝置，再配合采用自動卸料安全保護(hù)，設(shè)計(jì)了具有較大應(yīng)用價(jià)值和推廣意義的自動送料機(jī)。在社會上有著很大的發(fā)展前景。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 用途

沖床是板料沖壓生產(chǎn)的主要設(shè)備，可用于沖孔、落料、切邊、彎曲、淺拉伸和成形等工序，廣泛應(yīng)用于國防、航空、汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀表、醫(yī)療器械、日用五金等行業(yè)中。

工作原理：使用機(jī)械旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，通過連桿機(jī)構(gòu)傳動力，到主軸上使主軸形成向下運(yùn)動，從而形成沖力，使工件在模具中產(chǎn)生規(guī)定的變形而達(dá)到加工的。

該送料機(jī)主要由機(jī)架（包括撐腳、電器箱、角鐵架）、輸送機(jī)（包括電機(jī)、變速箱、滾筒、輸送帶、料臺、料道、隔料機(jī)構(gòu)、擋料機(jī)構(gòu)等）、機(jī)械手（包括提升缸、夾緊缸、滑板、支架、連桿鉸鏈等）、供油裝置（包括油箱、液壓泵等）、卸料機(jī)構(gòu)和安全保護(hù)裝置等部分組成

圖1。

2.2 該沖床自動送料機(jī)結(jié)構(gòu)圖（如圖1所示）

1.機(jī)架2.輸送帶3.機(jī)械手4.隔料盤5.沖床工作臺 6.料倉7.擋料板8.工件9.電機(jī)10.模具

圖1 沖床自動送料機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖

機(jī)架主要連接沖床，裝置機(jī)械手并使其在一定軌道上滑行，裝置輸送機(jī)構(gòu)，電氣元件。輸送機(jī)是通過一臺電機(jī)驅(qū)動，通過皮帶，減速器的傳動及主動軸，使傳送帶以一定的速度工作，工作經(jīng)料臺進(jìn)入料道，再經(jīng)輸送機(jī)輸送至預(yù)定位置。

3 PLC硬件設(shè)計(jì)

3.1 PLC選型

我選擇用歐姆龍編程，方便，應(yīng)用廣泛等，又是我所學(xué)的編程軟件。可編程控制器（PLC）也是一種新型的通用自動化控制裝置。

（1）實(shí)現(xiàn)成本低 由于可以直接利用已有的配電網(wǎng)絡(luò)作為傳輸線路，所以不用進(jìn)行額外布線，從而大大減少了網(wǎng)絡(luò)的投資，降低了成本。

（2）范圍廣 電力線是覆蓋范圍最廣的網(wǎng)絡(luò)，它的規(guī)模是其他任何網(wǎng)絡(luò)無法比擬的。PLC可以輕松地滲透到每個(gè)家庭，為互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展創(chuàng)造極大的空間。

（3）高速率 PLC能夠提供高速的傳輸。目前，其傳輸速率依設(shè)備廠家的不同而在4.5M-45Mbps之間。遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于撥號上網(wǎng)和ISDN，比ADSL更快！足以支持現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)上的各種應(yīng)用。更高速率的PLC產(chǎn)品正在研制之中。

（4）永遠(yuǎn)在線 PLC屬于即插即用，不用煩瑣的撥號過程，接入電源就等于接入網(wǎng)絡(luò)！

3.2 系統(tǒng)硬件電路

（1）I/O輸入，輸出地址分配

（2）機(jī)械手自動操作流程圖如圖5所示

當(dāng)按下啟動按鈕時(shí)，機(jī)械手開始下降，碰到下限位開關(guān)，下降結(jié)束；開始夾緊工件，然后機(jī)械手開始上升，碰到上限位開關(guān)時(shí)停止。機(jī)械手縮回碰到碰到限位開關(guān)；開始右移碰到限位開關(guān)停止；機(jī)械手開始伸出碰到限位開關(guān)機(jī)械手開始下降碰到下限位開關(guān)，機(jī)械手松開放開工件。進(jìn)行下一輪運(yùn)行。

自動操作流程圖 （圖5）

（3）機(jī)械手需要完成將工件由A到B的動作，機(jī)械手的示意圖由圖二所示。

機(jī)械書手示意圖圖2所示，工作過程如圖3所示。

圖3機(jī)械手動作過程

（4）、機(jī)械手每個(gè)工作臂上都有上，下限位開關(guān)和左，右限位開關(guān)，而其夾持裝置不帶限位開關(guān)。一旦夾持開始，PLC內(nèi)的定時(shí)器啟動，定時(shí)結(jié)束，夾持動作隨即完成。機(jī)械手到達(dá)B點(diǎn)后，將工件松開動時(shí)間也是由定時(shí)器控制的，定時(shí)結(jié)束時(shí)，表示工件已松開。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

4.1 外部接線圖圖4所示

圖4 外部接線圖

4.2 系統(tǒng)梯形圖如圖所示（略）

4.3 操作步驟如下

（1）當(dāng)按下啟動按鈕（X7）時(shí)，機(jī)械手從原點(diǎn)開始下降，下降到底時(shí)，碰到下限位開關(guān)（X6接通），下降停止。

（2）同時(shí)接通定時(shí)器，機(jī)械手開始夾緊工件，定時(shí)結(jié)束，夾持完成。機(jī)械手上升，上升到頂時(shí)，碰到上限位開關(guān)（X5接通），上升停止。

（3）機(jī)械手縮回，縮回碰到縮回限位開關(guān)（X4）時(shí)，縮回停止。

（4）機(jī)械手右移，右移碰到右限位開關(guān) （X2）接通）時(shí)，右移停止。

（5）機(jī)械手伸出，伸出碰到伸出限位開關(guān)（X3）時(shí)，伸出停止

（6）機(jī)械手下降，下降到底，碰到下限位開關(guān)（X6接通）時(shí)，下降停止。

（7）同時(shí)接通定時(shí)器，機(jī)械手放松工件，定時(shí)結(jié)束，工件已松開。機(jī)械手上升，上升到頂碰到上限位開關(guān)（X5接通）時(shí)，上升停止。

（8）機(jī)械手左移，左移到原點(diǎn)碰到左限位開關(guān)（X1接通）時(shí)，左移停止。

（9）于是機(jī)械手動作的一個(gè)周期結(jié)束。當(dāng)按下停止開關(guān)（X8）時(shí)，機(jī)械手將停止動作。

5 結(jié)束語

沖床自動送料機(jī)實(shí)質(zhì)上即機(jī)械手，能自動上料和卸料，提高生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量，改善工作勞動強(qiáng)度，確保人身安全。在冷擠壓加工行業(yè)中有較大的應(yīng)用前景。 采用PLC來控制機(jī)構(gòu)，并以微機(jī)為人機(jī)界面，較好地滿足了控制及系統(tǒng)的要求。并且測試精確，運(yùn)行高速、可靠，使用壽命長。是一種實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，對相關(guān)系統(tǒng)的控制和設(shè)計(jì)有一定的參考價(jià)值。

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