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1、 编号 淮安信息职业技术学院毕业论文题 目自动剪切生产线的PLC控制系统设计 -软件设计学生姓名学 号42011582系 部电气工程系专 业机电一体化技术班 级指导教师顾问教师二一三年十月摘要摘 要自动剪切生产线用于将金属卷料加工成一定尺寸的板料,可同时将板料冲压成形,有效地提高了产品的加工精度及生产效率,提高了生产过程的自动化程度,适合较大规模生产,具有十分广阔的应用前景。 本课题设计了自动剪切生产线的PLC控制系统,主要工作集中在： 一、介绍自动剪切生产线的组成及工作原理。整个生产线由开卷机、送料机和冲床三部分组成。开卷机由变频器驱动；送料机由伺服电机驱动；冲床对板料冲压成形。二、根据生产
2、线的工艺流程,设计其控制系统。对PLC、变频器、伺服驱动器/伺服电机及触摸屏等设备进行选型； 三、根据生产工艺要求,设计控制程序,包括触摸屏画面和PLC程序。 四、完成系统的总体调试。系统正常运行时,送料长度在触摸屏上设置,PLC根据设定值计算出脉冲数后,向伺服驱动器发送,控制伺服电机送料,从而实现精确的伺服定位。 确保了送料机高精度和高效率地送料,定位精度达到1m0.01mm,完全满足实际要求。关键词：可编程序控制器；伺服驱动器伺服电机；变频器：触摸屏IAbstractAbstractAutomatic shearing production line used for metal coil
3、 processing into a certain size of sheet metal, but at the same time the sheet metal stamping, effectively improve the machining precision and production efficiency of products, and enhance the automation of the production process, suitable for mass production, has the very broad application prospec
4、ts. This topic design the PLC control system of automatic shearing production line, the main work is in: a, introduces the composition and working principle of automatic shearing production line. The whole production line consists of decoiler, feeder and press of three parts. Uncoiler driven by freq
5、uency converter. Feeder driven by servo motor; Punch in sheet metal stamping forming. Second, according to the production process flow, design the control system. Of PLC, frequency converter, servo driver/servo motor selection and touch-screen devices such as; Third, according to the production proc
6、ess requirement, design the control program, including touch screen and PLC program. Fourth, complete system overall debugging. System normal operation, the feed length set the touch screen, PLC pulse number according to the set value calculated, after send servo driver, servo motor control feeding,
7、 so as to realize precise servo positioning. Ensures that the feeding machine, high precision and high efficiency, precision reaches 1 m + / - 0.01 mm, fully meet the practical requirements. Key words：PLC；Servo DriverServo Motor；Frequency Converter；Touch Panel.II目录目 录 摘 要IAbstractII第一章 绪论11.1 课题研究背景
8、11.2 自动剪切生产线国内的现状11.3 自动剪切生产线国外的现状11.4 自动剪切生产线的发展前景21.5 论文简介2第二章 自动剪切生产线的整体方案设计32.1 自动剪切生产线的组成32.1.1开卷机42.1.2 送料机42.1.3 冲床42.1.4 码垛52.2 自动剪切生产线的优点5第三章 自动剪切生产线的硬件设计63.1 自动剪切生产线的硬件组成结构63.2 自动剪切生产线的PLC的外部连接73.2.1 PLC的型号选择73.2.2 PLC的外部连接83.3 变频器外部连接83.3.1 变频器型号的选择83.3.2 变频器外部接线93.4 自动剪切生产线触摸屏型号的选择10第四章
9、自动剪切生产线系统软件设计114.1 自动剪切系统用到的软件114.1.1 PLC编程软件114.1.2 触摸屏组态软件114.1.3 变频器调试114.2 自动剪切生产线的PLC控制124.2.1 PLC控制流程图124.2.2 PLC梯形图144.3 自动剪切生产线触摸屏组态设计164.3.1 画面设计164.3.2 触摸屏的变量设置174.3.3 触摸屏外部链接设置17第五章 总结展望18致 谢19参考文献20III第一章 绪论第一章 绪论1.1 课题研究背景随着我国工业技术的飞速发展，对金属板料的剪切生产有了越来越高的要求，生产过程控制系统的高度自动化要求、产品的质量精度要求越来越高。
10、但是许多企业中传统的生产设备由于元件更新、设备陈旧和技术落后等原因致使实际生产过程经常发生一些故障，灵活性差，加工精度和生产效率并不高，许多配件由于达不到所需的生产要求而成为废品，给企业带来诸多不便与损失，严重影响了其经济效益和生产效益，也给社会造成资源的严重浪费。而国外的剪切控制系统价格昂贵，为了在激烈的市场竞争中占据有利地位获得较好的竞争力和经济效益，研制出具有更高自动化程度的自动剪切生产线对于提高我国自动化水平、改变生产落后的局面有着重要的实际意义，同时提高剪切精度和效率，也可以提高生产能力，扩大生产规模，降低工人劳动强度，提高产品质量，适应产品在国际市场的竞争需求。本课题题的目的就在于
11、设计一套具有较高自动化水平的剪切自动生产线控制系统-基于可编程序控制器(PLC)控制系统。基于PLC的伺服控制系统具有定位精度高、响应速度快、抗干扰能力强和运行平稳等优点，能准确地实现用户设定的送料长度，提高生产过程的自动化程度和产品的综合性能，满足各个高精度产品生产厂家的要求，具有十分广阔的应用前景。1.2 自动剪切生产线国内的现状我国以前生产的剪切系统电气控制普遍采用交流接触器和继电器进行控制，经过长期使用电器元件老化，触点烧损，造成设备故障频发。在维护中由于线路接点多，元件更新，许多故障不能及时处理，给企业生产带来诸多不便。随着电子和信息技术的发展，PLC技术也获得了长足进步。许多企业为
12、了提高剪切的效率与精度，开始对设备进行技术改造，运用PLC、变频控制、伺服系统、触摸屏、网络控制等技术提高系统的可靠性和精度，提高设备现代化技术水平，以适应市场经济带来的挑战。1.3 自动剪切生产线国外的现状国外的自动剪切系统经过多年的发展，功能越来越齐全，操作也越来越方便。意大利葛氏巴利尼机械制造股份公司研制的闸式剪板系统，具有良好的强度、刚度和精度保持性；集成式液压系统伺服驱动，极大地提高了机床运行的可靠性；根据被剪板料的材质、厚度和剪切强度，自动调整剪切角度、剪切行程、刀片间隙和后挡料位置；可配备前送料系统或后托料系统或后托料装置，集送料、卸料于一体，有效地提高了设备的自动化程度。德国博
13、士公司研制的LB 13 QUICK型角剪系统，是具有两个工位的多功能角剪机，主工位的剪切角度为90，辅工位则可对板材进行冲孔或冲切。1.4 自动剪切生产线的发展前景随着国外剪切生产线技术由专用型封闭式向通用型开放式发展，剪切系统必将实现控制智能化、体系开放化、驱动数据化、通信网络化、设备运行的高速化和加工高精化。主要体现以下几点：(1)高精度性：极大地提高了产品剪切的精度，使产品实物尺寸趋于一致，方便用户使用。(2)可靠性：系统的保护功能可靠，延长了设备的使用寿命，减少系统故障停机时间。(3)快捷性：操作简单，提高了企业的劳动生产率。(4)自动化：采用工控计算机，提供了良好的人机交互界面，并且
14、参数设定与修改、系统报警与清除和重要数据保存与显示等都得到了极好地解决，降低了操作人员的劳动强度。(5)易用性：该控制系统操作灵活，使用方便，可靠性高，具有极大的推广应用价值。11.5 论文简介本文研究了一套具有较高自动化水平的自动剪切生产线的控制系统，主要完成以下内容：（1）生产线的总体分析。主要对生产线的介绍，国内外的现状及发展的前景进行介绍。（2）自动剪切生产线的组成及原理。主要对生产线的组成，各组成机构的作用，机工作原理进行介绍。（3）自动剪切生产线的硬件设计。主要针对生产线的硬件部分进行设计，使其能够实现要求。（4）自动剪切生产线的软件设计。主要针对生产线的软件部分进行设计，如PLC
15、编程，触摸屏组态等。13第二章 自动剪切生产线的整体方案设计第二章 自动剪切生产线的整体方案设计随着高精度机械产品的不断发展，对产品所需配件的加工精度和生产效率的要求越来越高。传统的生产设备由于种种原因已经不能满足其生产要求，因此在工业生产中高精度自动剪切生产线的应用越来越广泛，实现了产品的自动开卷、定长送料和自动剪切，有效地提高了产品的加工精度及生产效率，提高了生产过程的机械化和自动化程度，适合较大规模生产，具有十分广阔的应用前景。2.1 自动剪切生产线的组成自动剪切生产线用于将金属卷料加工成一定尺寸的板料，由开卷机、送料机和冲床三部分组成，如图21所示。2开卷机送料机冲床码垛图2.1 自动剪切生产线的组成结构图（1）开卷机包括开卷轴、保持器和弧形托起器。开卷轴由变频器驱动的电动机带动，可主
