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1、冲床自动进料系统与PLC系统设计摘要：冲压成形的冲压件具有重量轻、厚度薄、刚性好和质量稳定等一系列优点，冲压设备被广泛使用。但由于传统的冲床控制采用接触器、继电器控制，手工送料的方式，所以往往存在着效率低、速度慢、精度不能保证、安全存在隐患等方面的一系列问题，虽然购置新的数控设备可以解决这一问题，但往往资金投入较大，小型企业难以承受，若能在保留原有机床的基本功能基础上，对其进行适当的改造与改进，不失为一种好的方法。设计主要包含了两方面内容:即原有控制系统的改造与自动送料装置的研制。设计思想是:利用接近开关检测冲头的位置，采集的信息经处理后馈送到PLC控制器，PLC控制器通过程序控制放料电机、喂
2、料步进电机带动机械传动装置与吹风阀协调工作，从而完成“放料喂料冲模吹风”这一系列动作，并借助于触摸屏完成相应参数的显示与选择，运动的启动、停止等控制操作。本论文在内容安排上首先介绍了题目的来源与意义及其相关的背景；系统方案的确定、总体的组成、设计思想与理论依据等；随后对系统进行了详细设计，包括:张力控制设计、电气控制主电路与辅助电路设计、PLC控制器的资源分配、电气连接、软件程序代码的编写、触摸屏部分的连接方式等。关键词：PLC控制 触摸屏 自动送料机 冲床改造The machine of pressdesign of automatic feed system and PLC systemA
3、bstract：The stamping work piece has a series of advantages with light weight, thin thickness, good rigidity and stable quality and so on. The stamping equipment has been widely used. But traditional punch control may solve these problems, but the fund to be invested is greater, small company is hard
4、 to bear. It will be a good method if we can carry out proper transformation and improvement for the original machine tool without changing its basic functions, which will not only economize fund but also make good use of original machine tool. Based on this thought, overall transformation of the pu
5、nch producing the meal box in CHANG ZHI KeDa trade company has been carried out. This paper will elaborate the process of design in detail. The design contains two main sections: the transformation of the original control system and the development of automatically sending material installation. Our
6、 design thought is to detect the location of the head of punch by using near switch, handle and feed material stepping motor driving the mechanical device to work with blow valve coordinative by PLC controller, thus complete corresponding parameter show and selection , movement starting and stopping
7、 and other control operation by means of the touch-screen .This paper first introduces the background related to it and the meaning and source of this title, the definition of systematic scheme, overall composition and design thought and theoretical basis; then it carries out detailed design which i
8、ncludes tension control design, electrical control main circuit and supplementary circuit design, the resource allocation of PLC controller, electrical control main circuit and supplementary circuit design, the resource allocation of PLC controller, electrical connection, software program code, the
9、connected way of touch-screen and etc; Keywords: PLC control touch-screen send material machine punch transformation前言冲压成形是一种塑性加工方法，因冲压件具有重量轻、厚度薄、刚性好和质量稳定的特点，所以冲压设备被广泛使用，其中钣金件的90%是靠冲压成形。冲压成形作为一门古老而又年轻的制造技术，几乎渗透到国民经济的每一个部门。冲压制件无论在汽车制造业、农业机械、动力机械、建筑机械、化工机械、精密机械、仪器仪表、医疗器械、日用五金等等，还是在航空航天、军事兵器等各个门类，都占据着相
10、当重要的地位。冲床是属于点位控制机床，在中间行程中不进行加工，由于一般加工产品单一，模具不经常进行更换，所以在传统的冲床控制中一般采用继电器控制，送料一般采用手工送料，但此种方式存在着效率低、速度慢、精度不能保证、安全存在隐患等方面的一系列问题。而在我国的乡镇企业、私营企业，由于受资金管理等方面的限制，简易式冲压设备使用较多，其送料绝大多数是靠人工手动送料，且缺乏保护装置，“效率低，劳动强度大”是这些厂矿显著的特点。随着市场经济的发展，国内、国际市场竞争日益激烈，产品更新更为迅速，尤其是随着工业的发展，冲压制件类型、工艺、外形越来越复杂，精度要求越来越高，传统的冲床己经不能满足要求，数控冲床应
11、运而生。数控冲床自动化的最终目标就是:尽可能的减少人的直接参与，最大限度地降低操作人员的劳动强度。冲压生产自动化具体来说主要是指包括材料供给、制品及废料的排出、模具更换、冲床的调整与运转、冲压过程异常状况的监视等作业过程的自动化，将这些技术应用到冲压生产流水线的相应环节从而实现冲压生产过程的自动化。近年来由于计算机控制技术、检测技术及电力电子技术的发展进步，交流伺服技术越来越多的应用到冲压生产领域，使得冲压生产自动化、智能化、柔性化的水平大大提高，但作为数控冲床的辅助装置自动送料机构，一直没有得到应有的重视。自动送料机构作为冲压加工生产实现自动化的最基本的要求，它的自动化程度高低，直接影响着冲
12、压生产效率、生产节拍以及冲压生产整体自动化水平，只有其自动化程度与冲压设备相匹配甚至高于冲压设备，才能够实现冲压生产的完全自动化。因此，在发展冲压成形设备的同时，给予送料机构足够的重视和研究是有着其实际的意义。1 绪论1.1我国机床装备业的发展现状和趋势机床工业是关系到国计民生的基础工业，它肩负着为国民经济各部门和国防军工提供装备的重任。近年来，作为机床业主流产品和高新技术的重要载体，国产数控机床的生产更是发展迅猛。这为生产关键配套产品的数控功能部件产业提供了巨大的市场需求。日益激烈的市场竞争，使数控功能部件产业面临如何打造精品、提高配套水平、以及更好的为主机发展服务的问题。这已成为我们广泛关
13、注的焦点。从主要工艺上说，目前机床的功能部件的瓶颈主要集中在数控操作系统及其改造集成、刀量具系统生产、数控测量精确度几个方面。如今，数控机床制造技术正在向高速、复合、智能、环保的方向发展。主机水平的不断提高，要求配套的功能部件也必须迅速提高自身的水平。功能部件技术水平的高低、性能的优劣，直接决定和影响着数控机床整机的技术水平和性能。功能部件的成本高低、交货期的长短也影响着整机的价格和交货期。很显然，功能部件产业的发展以及整体社会配套水平都极大的影响着国产数控机床的发展。没有高质量的功能部件，发展数控机床也将成为一句空话。目前国产功能部件虽已占有一定的市场份额，但主机采用境外品牌产品配套的，仍占
14、有相当大的比例，在高档数控机床中更为突出。江苏亚威机床有限公司制造的HIQ系列高速智能化数控转塔冲床，已达国内领先水平。采用日本NISHIN最新冲床技术，日本NlSSHINBO和亚威机床合作，主要部件(数控系统、液压系统、转盘部件等)均由日清纺公司提供。数控机床功能部件的价格已占整机价格的主要部分(据估算已占整机成本的7%左右)。由于国内功能部件产品档次不高，造价相对不低；采用进口功能部件的价格昂贵，则使整机价格攀升，国产数控机床的价格优势也将丧失殆尽，同等水平的数控机床，其价格与一些国家的产品趋于持平。目前，国产数控机床大量选购境外的功能部件，一方面是由于国内还没有形成社会配套的能力，产品质
15、量和水平上存在着一定的差距；另一方面是机床生产商应用户要求，而选用指定公司的功能部件。发展我国数控机床功能部件，改变我国功能部件的落后面貌，为我国高档数控机床装上“中国芯”和“中国手脚”，是我国机床装备业努力发展的方向。1.2 国内冲床数控系统的发展现状对于国内普通冲床的数控改造和装备，采用的数控系统大体分为两类:一类是以采用专用的PC机为CPU；另一类是采用单片机为CPU。它们各具特色，前者软硬件资源丰富，功能多，但价格相对较贵;后者结构简单，成本较低，非常适合国内中小企业。对于采用专用的PC机为CPU的冲床数控系统，除具有一般数控系统的基本功能外，还具有实时显示运动轨迹和加工图形，大步距保
16、护功能等。这类数控系统一部分是国内自主开发的数控系统，如武汉天宇激光有限公司生产的WKC-2000型数控冲床送料系统，最高进给速度为32m/min，进给精度达0.15mm，CRT显示，除具有一般冲床数控系统的主要功能外，还可通过AutoCAD绘图方式，通过自动编程系统，自动生成加工程序：图形动态跟踪及加工过程实时显示等。另一部分是购买国外的数控系统，特别是目前国内生产的高档数控冲床，其数控系统、液压系统及相关的配套器件均采用进口方式，如济南捷迈公司生产的SKYY31250A液压数控转塔冲床，采用西门子840D数控系统，主传动采用德国HL或BOSH公司的整套液压系统，X/Y轴最快进给速度60m/min,精度达土0.1mm，冲切次数700次/min，其自行开发的自转模装置使国产四轴数控
