畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）鋼帶打捆機(jī)氣動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)【全套圖紙】

1、1 引言在當(dāng)今市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的情況下，產(chǎn)品的質(zhì)量和形象是企業(yè)生存和發(fā)展的決定性因素之一，而隨著社會(huì)對(duì)鋼材需求和對(duì)鋼鐵企業(yè)現(xiàn)代化程度的日益提高。越來越多的鋼鐵企業(yè)發(fā)現(xiàn)鋼鐵的包裝質(zhì)量越來越成為鋼鐵產(chǎn)量的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的人工包裝效率低，工作強(qiáng)度大，作業(yè)環(huán)境差，而且易產(chǎn)生散捆、混號(hào)和松捆的情況，從而大大制約了鋼鐵產(chǎn)量的提高。為了解決這個(gè)瓶頸現(xiàn)象，各鋼鐵企業(yè)都逐步開始采用精準(zhǔn)包裝自動(dòng)化生產(chǎn)線，而查資料可得，在國際上只有瑞典sund birsta公司、法國botaram公司、德國simac公司等少數(shù)幾家公司掌握了精準(zhǔn)包裝關(guān)鍵技術(shù)。而國內(nèi)諸如首鋼、唐鋼、寶鋼等大型鋼鐵企業(yè)只能相繼從國外引進(jìn)了自動(dòng)包裝生產(chǎn)線，所以，全自

2、動(dòng)打捆機(jī)的開發(fā)應(yīng)用時(shí)當(dāng)務(wù)之急。棒料打捆機(jī)的先進(jìn)性：自動(dòng)棒料打捆機(jī)采用過程監(jiān)視系統(tǒng)采用客戶機(jī)/服務(wù)器多用戶結(jié)構(gòu)，過程監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的生產(chǎn)流程監(jiān)控，設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控，生產(chǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)控，同時(shí)完成數(shù)據(jù)分析處理，參數(shù)管理機(jī)組狀態(tài)設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)通訊處理功能為用戶提供完整的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。由于鋼鐵廠環(huán)境惡劣，生產(chǎn)連續(xù)，且打捆機(jī)的一個(gè)打捆周期由蓄絲、合臂、伸鉗、送絲、拉緊、合鉗、剪切、開臂、擰進(jìn)、松鉗、退鉗、擠平12個(gè)動(dòng)作組成，動(dòng)作多，運(yùn)動(dòng)復(fù)雜，因此對(duì)控制系統(tǒng)的性能及可靠性提出了嚴(yán)格的要求。而作為鋼鐵年產(chǎn)量世界第一的我國，所使用的全自動(dòng)鋼材打捆機(jī)設(shè)備多數(shù)是從國外引進(jìn)的，不僅耗費(fèi)大量的外匯，而且設(shè)備維修困難。因此，從1997年

3、起，在對(duì)國內(nèi)外多種形式打捆機(jī)的深入分析研究，以及對(duì)首鋼總公司2臺(tái)棒材打捆機(jī)成功改制的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國國情，自主開發(fā)研制了棒材打捆機(jī)。該打捆機(jī)可利用函6 mm、函65 mm的熱軋盤條對(duì)垂10 mm垂40 mm的棒材按西100mm西400mm捆徑自動(dòng)打捆包裝，捆結(jié)擰轉(zhuǎn)720。，然后擠平。一個(gè)打捆周期為11 s，兩臺(tái)打捆機(jī)聯(lián)合使用即可勝任年產(chǎn)200萬t棒材廠家的精整包裝工作plc具有結(jié)構(gòu)小巧。運(yùn)行速度高，通用性好，可靠性高等特點(diǎn)，能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的高溫、振動(dòng)、粉塵等惡劣環(huán)境，所以選用plc作為控制系統(tǒng)的核心部件。全套設(shè)計(jì)，加153893706鋼材打捆機(jī)是鋼鐵企業(yè)實(shí)現(xiàn)鋼材產(chǎn)品自動(dòng)化包裝的設(shè)備,其特點(diǎn)為連

4、續(xù)工作。工作和檢修環(huán)境惡劣,很多廠家還缺少冷卻用水,這就要求打捆機(jī)液壓系統(tǒng)必須連續(xù)工作,可靠性高,抗污染能力強(qiáng)。在產(chǎn)品檢測(cè)過程中, 常常需要根據(jù)產(chǎn)品的形狀、材料以及重量將其進(jìn)行分類。傳統(tǒng)的分類往往采用人工的方法, 致使生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)成高。為此, 本文介紹了一種利用plc控制的自動(dòng)分揀系統(tǒng), 它不僅可以降低人工揀取、搬運(yùn)的勞動(dòng)強(qiáng)度, 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率, 降低作業(yè)成本, 還具有較高的可靠性和安全性。因此打捆機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)采用了抗污染能力強(qiáng)、價(jià)格低廉的齒輪泵,但由于打捆機(jī)在兩個(gè)工作循環(huán)之間有一個(gè)等待時(shí)間,這時(shí)液壓系統(tǒng)的負(fù)載流量為零,泵的輸出如果全部溢流必將產(chǎn)生巨大的熱量,給系統(tǒng)的冷卻,特別對(duì)采用風(fēng)

5、冷方式的冷卻帶來困難。1.1打捆機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)為了適應(yīng)現(xiàn)代化鋼材生產(chǎn)的需要，目前國際上打捆機(jī)的發(fā)展呈現(xiàn)了以下趨勢(shì)：1）多品種、專業(yè)化、系列化為了滿足各種不同鋼材打捆的需要，根據(jù)不同鋼材各自生產(chǎn)工藝和包裝特點(diǎn)，鋼材打捆機(jī)已形成了多品種、系列化、專業(yè)化的趨勢(shì)，研制出了適合不同鋼材打捆的專用鋼材打捆機(jī)，主要表現(xiàn)在各種新型捆扎材料的使用和捆扎鎖緊方式的創(chuàng)新(目前國際上鋼材打捆機(jī)的具體分類可見圖2.1)。2）打捆機(jī)與鋼材成形機(jī)配套使用為了提高鋼材打捆的自動(dòng)化程度，且打好捆的鋼材具有整齊固定的形狀，鋼材打捆機(jī)與全自動(dòng)鋼材成形機(jī)配套使用，如鋼管在成形工位被自動(dòng)碼放成正六角形、方矩形等穩(wěn)固的形狀，然后將碼放好的

6、鋼材輸送至打捆工位進(jìn)行打捆，達(dá)到穩(wěn)固整齊的包裝效果。實(shí)現(xiàn)了鋼材成形打捆的全自動(dòng)化生產(chǎn)。3）具有塑料膜包覆機(jī)構(gòu)，保護(hù)鋼材表面質(zhì)量 對(duì)于高質(zhì)量的鋼材，如不銹鋼管、鍍鋅板材、卷材，為了防止在打捆的過程中將鋼材表面刮擦，破壞外表金屬涂層和防銹漆，在打捆之前先在鋼材捆表面卷繞薄膜對(duì)鋼材進(jìn)行表面質(zhì)量保護(hù)。4）打捆速度不斷提高為適應(yīng)現(xiàn)代化鋼材生產(chǎn)流水線高效率生產(chǎn)的要求，必須相應(yīng)的提高打捆包裝速度。目前國際上鋼帶打捆機(jī)平均每道的捆扎速度為20秒左右，退火或熱軋盤條打捆機(jī)的打捆速度一般在1020秒左右。5）提高打捆機(jī)的自動(dòng)化程度鋼材生產(chǎn)流水線對(duì)鋼材打捆機(jī)的自動(dòng)化程度要求越來越高，先進(jìn)的鋼材打捆機(jī)普遍采用了微機(jī)控

7、制和plc控制技術(shù)，具備了全自動(dòng)打捆、故障報(bào)警、自動(dòng)計(jì)數(shù)的能力，在流水線生產(chǎn)中能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送料、自動(dòng)定位、自動(dòng)轉(zhuǎn)位等功能，可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離操縱控制，通過監(jiān)視系統(tǒng)和報(bào)警系統(tǒng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，排除故障。此外機(jī)器的操作與維護(hù)更趨向方便，無須熟練的工人就可操作，一般的技術(shù)人員就能維修，大大提高了打捆機(jī)的推廣。以下如圖所示為鋼絲打捆機(jī)的類型。手動(dòng)打捆機(jī)按工作方式分半自動(dòng)打捆機(jī)鋼扣式打捆機(jī)無扣式打捆機(jī)全自動(dòng)打捆機(jī)鋼帶打捆機(jī)焊接式打捆機(jī)鋼扣式打捆機(jī)按捆扎材料分鋼材打捆機(jī) 條狀線材打捆機(jī) 焊接式打捆機(jī)鋼絲纏繞式打捆機(jī)線材打捆機(jī)棒材打捆機(jī)按適用范圍分管材打捆機(jī)塑料帶打捆機(jī)鋼絲打捆機(jī)盤條線材打捆機(jī)熱烙式打捆機(jī)鋼板平板打

8、捆機(jī)板材打捆機(jī)鋼板卷材打捆機(jī)2 打捆機(jī)的工作原理和組成本鋼帶打捆機(jī)是由如圖2.1所示。圖2.1打捆機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖2.1 鋼帶打捆機(jī)的組成部件概述鋼帶打捆機(jī)主要包含導(dǎo)帶輪，送帶單元，壓緊輪，帶有壓緊輪的氣動(dòng)馬，和控制送扣的送扣傳感器1#，控制帶頭到達(dá)預(yù)定位置的的導(dǎo)帶傳感器2#，調(diào)整帶能進(jìn)入預(yù)定位置的壓帶傳感器3#，控制氣缸馬達(dá)壓緊帶的壓帶傳感器4#，控制鎖扣的鎖扣傳感器5#，靠摩擦力傳帶的壓緊氣缸傳感器6#。壓緊氣缸主要靠電磁閥控制。送帶單元由送帶輪、壓輪、帶有彈簧的承載臂、導(dǎo)向器、限位開關(guān)等組成，謂絲輪上裝有兩片摩擦盤，這兩片摩擦盤組成截面為v型的圓形導(dǎo)槽，送帶輪由氣動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，壓軸輪由凸輪機(jī)構(gòu)

9、組成，靠扭簧來實(shí)現(xiàn)定位和預(yù)壓縮。導(dǎo)帶單元由導(dǎo)帶槽、移動(dòng)導(dǎo)帶槽的氣動(dòng)缸、蓋輪組等組成，導(dǎo)帶槽截面為多邊形，內(nèi)徑尺寸為650mm，中間隔板將其分成兩條滑道，每條滑道均勻布著球軸承，在打捆機(jī)裝置底部裝有一套氣壓缸，用它可以移動(dòng)導(dǎo)絲槽，以確定使用單個(gè)滑道或者兩個(gè)滑道，從而可以打單捆或者雙捆。導(dǎo)絲槽包含一個(gè)蓋輪系統(tǒng)，分布著5個(gè)蓋輪組，每個(gè)蓋輪組上裝有一個(gè)軸承滾輪，軸承滾輪由一個(gè)小液壓缸驅(qū)動(dòng)，可以在垂直與導(dǎo)絲槽所在平面向外翻轉(zhuǎn)。打捆時(shí)，蓋輪組依次翻轉(zhuǎn)，打捆絲順次釋放，從而增大打捆絲的張緊力。打捆單元由扭轉(zhuǎn)軸、帶有切刃的擰結(jié)頭、扭簧、夾緊缸、松開缸、助切氣壓缸、夾絲臂、夾絲板、導(dǎo)向切刀等組成。扭轉(zhuǎn)軸由扭轉(zhuǎn)馬

10、達(dá)驅(qū)動(dòng)，擰結(jié)頭沿扭轉(zhuǎn)軸軸向固定在其端部，扭轉(zhuǎn)軸和扭簧構(gòu)成圓柱凸輪機(jī)構(gòu)，使扭轉(zhuǎn)軸可以向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)扭結(jié)，從而反向轉(zhuǎn)動(dòng)復(fù)位，夾絲板固定在夾絲臂上。導(dǎo)向切刀是聯(lián)接導(dǎo)帶單元、導(dǎo)帶槽單元和打捆單元的重要部件。2.2 鋼帶打捆機(jī)的工作原理在一開始通過控制系統(tǒng)給打捆機(jī)一個(gè)脈沖信號(hào)，使打捆機(jī)的各個(gè)運(yùn)動(dòng)部件處于復(fù)位狀態(tài)，這是進(jìn)行下一個(gè)動(dòng)作，即光電信號(hào)傳感器接收信號(hào)，使控制送扣氣缸往下壓，把扣送到預(yù)定的位置。此時(shí)控制二級(jí)氣缸中的一個(gè)氣缸行程開關(guān)閉合，使鋼帶壓板往下運(yùn)動(dòng)和另一摩擦輪控制的另一鋼板處于壓緊狀態(tài)，光電傳感器接受信號(hào)，開始送帶。首先通過送扣傳感器接受信號(hào)，開始把扣往下送，送扣傳感器由一塊板和倆信號(hào)組組成，

11、當(dāng)扣送下時(shí)通過送扣傳感器的另一頭調(diào)整送扣位置。當(dāng)位置調(diào)整好時(shí)，倆摩擦輪之間處于壓緊狀態(tài)，開始送帶，通過壓緊傳感器控制氣缸來調(diào)整帶的位置，以促進(jìn)帶能順利進(jìn)入帶槽，這時(shí)壓緊氣缸傳感器開始通過摩擦盤間的摩擦力開始傳帶，當(dāng)代進(jìn)入一周時(shí)，剛好進(jìn)入時(shí)，這時(shí)導(dǎo)帶傳感器接收到信號(hào)，開始調(diào)整帶的活頭，通過延時(shí)繼電器，延時(shí)幾秒，然后停止送帶，送帶馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。到這時(shí)送帶結(jié)束，開始抽帶，打捆機(jī)開始抽帶，又通過一信號(hào)，使導(dǎo)帶曹打開開始抽帶，當(dāng)帶能捆上工件時(shí)，為使帶能剛好緊扣工件，氣壓馬達(dá)開始倒轉(zhuǎn)，使帶能緊扣工件，這是扣把工件鎖扣，切斷帶，此時(shí)，擺臂大氣缸往后運(yùn)動(dòng)控制機(jī)頭往后拉伸，氣缸復(fù)位。這一過程結(jié)束。其打捆工作流程

12、圖如下開始啟動(dòng)車體定位工件到位卡扣到位環(huán)臂下降導(dǎo)帶槽閉合到位送帶充滿抽緊pp0卡扣卡緊，剪斷導(dǎo)帶槽張開到位到位p設(shè)定值退鉗鎖扣扣緊擠平車體返回續(xù)帶復(fù)位開始3 鋼帶打捆機(jī)的氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 氣動(dòng)系統(tǒng)概述氣動(dòng)控制系統(tǒng)與電氣和液壓系統(tǒng)一樣，都是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程機(jī)械自動(dòng)化最有效的手段之一。采用氣動(dòng)系統(tǒng)的各種機(jī)器設(shè)備，在其總量中所占的比重為:包裝機(jī)中達(dá)90%，焊接機(jī)和鑄造機(jī)中達(dá)70%，自動(dòng)操作機(jī)中達(dá)50%，鍛壓機(jī)中超過40%，采煤機(jī)中超過30%，洗衣設(shè)備中達(dá)40%，紡織機(jī)、制鞋機(jī)、木材加工機(jī)械和食品機(jī)械中占20%。氣動(dòng)系統(tǒng)有很多優(yōu)點(diǎn):系統(tǒng)機(jī)構(gòu)簡單，使用維護(hù)簡便，成本低廉;能在溫度變化范圍寬、濕度高和有粉塵

13、的環(huán)境下可靠的工作，無火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn);工作壽命可長達(dá)10000一2o0o0h(動(dòng)作次數(shù)達(dá)10一50兆次);氣動(dòng)執(zhí)行元件的輸出速度高(直線運(yùn)動(dòng)速度達(dá)巧而，s轉(zhuǎn)動(dòng)速度達(dá)io0000r/min);工作介質(zhì)(壓縮空氣)的傳輸比較簡單，且容易獲取;能從一個(gè)壓縮空氣站供給大量的用氣裝置;有過載保護(hù)性能。氣動(dòng)系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是:大距離傳遞信號(hào)速度慢;在負(fù)載有波動(dòng)時(shí)難以保證氣動(dòng)執(zhí)行元件輸出平穩(wěn)等。然而對(duì)于自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備中的大多數(shù)對(duì)象來說，氣動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)是合適的。此外，還可采用氣一電或氣一液聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)，將上述缺點(diǎn)部分或全部消除。在實(shí)際生產(chǎn)中，包裝鋼帶的卷取規(guī)格須根據(jù)需方的要求而定。一般情況下均采用單卷卷取，也有

14、的需方需要復(fù)合卷。設(shè)計(jì)中考慮兩種卷取要求，設(shè)計(jì)了復(fù)卷橫移機(jī)構(gòu)。單卷生產(chǎn)時(shí)，復(fù)卷橫移電機(jī)歸不動(dòng)作，由主卷取電機(jī)旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)卷取。復(fù)合卷生產(chǎn)時(shí)，復(fù)卷橫移電機(jī)迸給實(shí)現(xiàn)橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)主卷取電機(jī)實(shí)現(xiàn)卷取作業(yè)，兩個(gè)電機(jī)由控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)運(yùn)行。為了保證鋼帶卷取的精度，在復(fù)合卷取的橫移機(jī)構(gòu)中采用了傳動(dòng)精度較高的滾動(dòng)螺旋導(dǎo)軌副和水平運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌副。卷取工序是整個(gè)高強(qiáng)度包裝鋼帶自動(dòng)化生產(chǎn)線的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，也是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。在設(shè)計(jì)過程中綜合考慮各方面因素，力求設(shè)備在結(jié)構(gòu)外形和機(jī)械性能上達(dá)到和諧的統(tǒng)一，并以設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行穩(wěn)定、性能可靠的產(chǎn)品為目標(biāo)。由于打捆機(jī)系統(tǒng)控制的對(duì)象多，參數(shù)較多，且要求系統(tǒng)擔(dān)負(fù)一定的管理功能。

15、根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)則，為了提高系統(tǒng)的可靠性和可維護(hù)性，打捆機(jī)電氣控制部分采用了集成現(xiàn)場(chǎng)總線的模塊化設(shè)計(jì)。我們確定的電氣控制方案以一體機(jī)作為高層界面控制，以位傳感器及智能編碼器作為控制條件，以可編程控制器作物理層面的控制，協(xié)調(diào)好各模塊的工作順序，以達(dá)到工藝設(shè)計(jì)的要求。圖41為打捆機(jī)電氣控制系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)框圖。如圖3.1智能編碼器系統(tǒng)工作狀態(tài)智能編碼器智能編碼器電機(jī)駛?cè)胄盘?hào)氣缸輸入信號(hào)系統(tǒng)工作狀態(tài)可編程控制器plc siemens s7-400智能分布式io(et200s)輸入組智能分布式io(et200s)輸出組步進(jìn)送帶馬達(dá)導(dǎo)帶調(diào)整馬達(dá)送卡扣電機(jī)壓緊帶馬達(dá)倒帶馬達(dá)圖3.1系統(tǒng)框圖3.2 打捆機(jī)的氣動(dòng)

16、系統(tǒng)組成在前面分別介紹了整個(gè)打捆機(jī)系統(tǒng)中氣動(dòng)元件的應(yīng)用情況。其中包括環(huán)臂（包括導(dǎo)帶通路和氣缸壓緊裝置）以及打捆頭的升降控制，打捆機(jī)頭中的鋼帶驅(qū)動(dòng)氣馬達(dá)、咬扣與切帶單元?jiǎng)恿鲃?dòng)二合一氣缸、送扣以及導(dǎo)帶通路的開合等一系列氣動(dòng)執(zhí)行元件。下面將對(duì)一些重要的氣動(dòng)執(zhí)行元件做重點(diǎn)介紹。3.2.1 氣馬達(dá)本打捆機(jī)的鋼帶的抽送采用氣馬達(dá)作為驅(qū)動(dòng)源動(dòng)力，因此這里介紹一下氣馬達(dá)的一些性能和特點(diǎn)。氣馬達(dá)的功能相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)，它能將壓縮空氣的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械功，輸出轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。其按工作原理可分為容積式和渦輪式兩大類。其中容積式氣動(dòng)馬達(dá)又分為葉式,活塞式和齒輪式。在全自動(dòng)打捆機(jī)上采用葉片式氣馬達(dá)。如圖3.2所示

17、為葉片式氣動(dòng)馬達(dá)的工作原理和特性。圖3.2葉片式氣馬達(dá)原理圖1.定子排氣孔 2.轉(zhuǎn)子 3.葉片 4定子3.2.2壓緊鋼帶和咬扣與切帶單元?jiǎng)恿鲃?dòng)二合一氣缸二合一氣缸也即雙行程氣缸或二級(jí)氣缸，其構(gòu)造原理如圖3.4所示，分為前后兩個(gè)具有不同行程氣缸并固結(jié)在一起，兩個(gè)氣缸具有獨(dú)立的進(jìn)出氣口。兩個(gè)氣缸可以具有不通的缸徑，以滿足不同輸出力的要求，但兩者的行程關(guān)系必需滿足l2l1條件。其一般的使用場(chǎng)合是機(jī)構(gòu)具有分步動(dòng)作的情況。對(duì)于打捆機(jī)系統(tǒng)的抓緊帶頭和咬扣與切帶單元，由于要求咬扣單元的咬爪在打捆的過程中具有兩個(gè)動(dòng)作:鋼扣咬合成型與切帶。咬扣單元的分步動(dòng)作即由二級(jí)氣缸來實(shí)現(xiàn)。如下圖所示，當(dāng)鋼帶送達(dá)到位后，需

18、要馬達(dá)反轉(zhuǎn)抽帶從而拉緊鋼帶，拉緊鋼帶，此時(shí)需要將鋼帶一頭壓緊，氣缸1的a口進(jìn)氣，b口出氣，同時(shí)氣缸2的c口和d口保持與大氣的連通，使其不具有壓力，氣缸1的活塞桿推動(dòng)氣缸2的活塞桿向前運(yùn)動(dòng)，氣缸1的活塞走完滿行程后停止動(dòng)作，第一步動(dòng)作完成。當(dāng)要對(duì)鋼帶切斷時(shí)，氣缸2的c口進(jìn)氣，d口出氣，推動(dòng)氣缸2的活塞桿走完氣缸2的剩余行程，使咬扣單元完成咬扣切帶動(dòng)作。二級(jí)氣缸復(fù)位時(shí)，氣缸1的b口和氣缸2的d口同時(shí)通入壓縮空氣，而a口和c口則分別保持和大氣接通，氣缸活塞桿回復(fù)原位。如圖4.3所示，缸1長度為l1，缸2長度為l2，l1l條件。其一般的使用場(chǎng)合是機(jī)構(gòu)具有分步動(dòng)作的情況。對(duì)于打捆機(jī)系統(tǒng)的抓緊帶頭和咬扣與

19、切帶單元，由于要求咬扣單元的咬爪在打捆的過程中具有兩個(gè)動(dòng)作:鋼扣咬合成型與切帶。咬扣單元的分步動(dòng)作即由二級(jí)氣缸來實(shí)現(xiàn)。如下圖所示，當(dāng)咬爪需要鋼扣咬合成型時(shí)，氣缸1的a口進(jìn)氣，b口出氣，同時(shí)氣缸2的c口和d口保持與大氣的連通，使其不具有壓力，氣缸1的活塞桿推動(dòng)氣缸2的活塞桿向前運(yùn)動(dòng)，氣缸1的活塞走完滿行程后停止動(dòng)作，第一步動(dòng)作完成。當(dāng)要對(duì)鋼帶切斷時(shí)，氣缸2的c口進(jìn)氣，d口出氣，推動(dòng)氣缸2的活塞桿走完氣缸2的剩余行程，使咬扣單元完成咬扣切帶動(dòng)作。二級(jí)氣缸復(fù)位時(shí)，氣缸1的b口和氣缸2的d口同時(shí)通入壓縮空氣，而a口和c口則分別保持和大氣接通，氣缸活塞桿回復(fù)原位。（10）所有氣缸復(fù)位經(jīng)過前面八個(gè)步驟的工

20、作，已經(jīng)完成了對(duì)鋼卷旋緊并打捆的工作，但是所有氣缸的活塞仍處于工作位置，如果不將其恢復(fù)到初始位置，則無法進(jìn)行下一個(gè)鋼卷的旋緊和打捆工作。經(jīng)過前面八個(gè)步驟的工作，已經(jīng)完成了對(duì)鋼卷旋緊并打捆的工作，但是所有氣缸的活塞仍處于工作位置，如果不將其恢復(fù)到初始位置，則無法進(jìn)行下一個(gè)鋼卷的旋緊和打捆工作?？刂茪飧谆钊膹?fù)位和前面的控制氣缸活塞移動(dòng)原理類似，都是以上一步氣缸活塞的歸位，觸發(fā)感應(yīng)開關(guān)，控制下一步氣缸活塞歸位。控制氣缸活塞的復(fù)位和前面的控制氣缸活塞移動(dòng)原理類似，都是以上一步氣缸活塞的歸位，觸發(fā)感應(yīng)開關(guān)，控制下一步氣缸活塞歸位。打捆機(jī)工作過程簡述如下:捆扎指令下達(dá)后，小車前進(jìn)到捆扎位置，捆扎單元開始

21、向上，導(dǎo)絲裝置閉合，送絲裝置開始送絲，捆絲前部端頭處到夾緊機(jī)構(gòu)后，送絲裝置立即反向旋轉(zhuǎn)，使擁絲裝置收緊，當(dāng)收緊力達(dá)到預(yù)先調(diào)定的壓力后( 由電器設(shè)定和壓力開關(guān)實(shí)現(xiàn)) ，再第二次送絲，這一過程時(shí)間很短，即送絲量夠擰結(jié)之用即可，然后擰結(jié)頭旋轉(zhuǎn)，一次完成剪切和擰結(jié)功能，打彎器將結(jié)打倒在捆上，導(dǎo)套張開，捆扎單元向上，車后退到離開作業(yè)線，打結(jié)周期完成，除捆扎單道外，還具有捆扎雙道的功能。打擁機(jī)系統(tǒng)控制程序的設(shè)計(jì)，是電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)研制的重要環(huán)節(jié)。plc控制程序的編制質(zhì)量如何，對(duì)整個(gè)打捆機(jī)系統(tǒng)影響極大，并在很大程度上決定了該系統(tǒng)的運(yùn)行效率和各項(xiàng)性能指標(biāo)的最終實(shí)現(xiàn)。本系統(tǒng)通過對(duì)鋼管打捆機(jī)械工藝流程的分析，在檢

22、測(cè)元件上選擇了安裝簡易、應(yīng)用方便、響應(yīng)速度快、可靠。陛高的智能編碼器、傳感器作為控制信號(hào)的來源；在控制上采用了先進(jìn)的profibusdp現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，并結(jié)合先進(jìn)的機(jī)械技術(shù)、h鋒機(jī)與信息處理技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)、智能傳感，編碼等技術(shù)，設(shè)計(jì)了鋼靜捆機(jī)的系統(tǒng)的總體方案。下面是打捆機(jī)工作的流程圖，如圖4.6圖4.6流程圖4.4 plc電路原理圖的設(shè)計(jì)電路原理圖，又被叫做“電原理圖”。這種圖，由于它直接體現(xiàn)了電子電路的結(jié)構(gòu)和工作原理，所以一般用在設(shè)計(jì)、分析電路中。分析電路時(shí)，通過識(shí)別圖紙上所畫的各種電路元件符號(hào)，以及它們之間的連接方式，就可以了解電路的實(shí)際工作時(shí) 原理圖就是用來體現(xiàn)電子電路的工作原理的一

23、種電路情況。經(jīng)過對(duì)打捆機(jī)整體工作流程的設(shè)計(jì)和接線圖的設(shè)計(jì)，結(jié)合起來，做出電路原理圖，如圖4.7所示：圖4.7電路原理圖在輸入端，各個(gè)i地址所連接的是氣缸兩側(cè)所安裝的感應(yīng)開關(guān)，當(dāng)氣缸活塞移動(dòng)，觸發(fā)感應(yīng)開關(guān)后，開關(guān)閉合，信號(hào)通過i接口傳人cpu，在傳到對(duì)應(yīng)的輸出端口，輸出端口所連接的是對(duì)應(yīng)的電流繼電器，信號(hào)傳出以后，相應(yīng)的電流繼電器感應(yīng)，繼而影響相對(duì)應(yīng)的三位五通電磁閥的電磁閥，實(shí)現(xiàn)電磁閥的換位，使各個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)。電壓繼電器選擇my4j 220v繼電器4.5 plc梯形圖的設(shè)計(jì)4.5.1 plc編程簡介plc軟件包括系統(tǒng)程序和用戶程序，系統(tǒng)程序用戶不能修改，用戶程序則由用戶根據(jù)控制對(duì)象的要求進(jìn)行編制。

24、plc程序設(shè)計(jì)語言的標(biāo)準(zhǔn)由國際電工委員會(huì)(eic)提出eic1131一3，指定了plc程序設(shè)計(jì)的語法和語義。該標(biāo)準(zhǔn)定義了如下幾種plc程序設(shè)計(jì)語言。(l)指令列表(instruction list)(2)結(jié)構(gòu)文本st(structured text)(3)功能塊語言fbd(function block diagram)(4)梯形圖ld(ladder diagram)(5)順序功能圖sfc(sequential function chart)這幾種語言中，梯形圖應(yīng)用的最為廣泛，因?yàn)樗饶鼙磉_(dá)電氣工程師熟悉的繼電器控制線路又能表達(dá)各種特殊功能，包括算術(shù)運(yùn)算，數(shù)據(jù)傳送通訊，中斷， 1/0，dram刷新，子程序的調(diào)用，堆棧操作，表格操作等。除梯形圖外還有用于超小型可編程控制器使用的布爾代數(shù)，但它只能進(jìn)行邏輯運(yùn)算和少數(shù)表達(dá)功能。順序功能圖是專為順序控制而設(shè)計(jì)的，便于模塊化編程并縮短了程序掃描時(shí)間，