一種自動倒角設備的電氣控制與plc設計

⑤plc的結構比較簡單，體積非常的小，質量也不較輕，耐外界條件較強；可以任意的安裝在機器內部，節(jié)約了空間，減少了接觸面積，實現機電一體化的較好產品。自動倒角設備plc的運用的現實意義

：自動倒角設備系統(tǒng)能夠提高工作效率，減輕工人的勞動力，提高倒角的大量生產，保證了的工件倒角尺寸精度和位置精度，解決工業(yè)的工件倒角效率較低的問題，提高我國國民經濟效益和工業(yè)效率。1.2自動倒角機應用發(fā)展目前隨著國內鋼鐵企業(yè)的快速發(fā)展，國內的自動倒角機發(fā)展迅速，自動倒角機在生產大圓鋼棒材產品過程中,受定尺分段鋸切、冷床收集等工序的影響,在棒材端部易產生飛邊、毛刺及腫頭現象,嚴重制約著產品表面質量的提高。常見的自動倒角機有瓷磚倒角機、圓弧倒角機、外圓倒角機等等。本設計的一種自動到機是一種專業(yè)用于機床制造、液壓零件等加工設備。適合工件的大批量，對成產量的是有大大的進行調節(jié)。而且,隨著市場經濟的發(fā)展,棒材深加工單位及使用單位對棒材產品提出了更高、更嚴的表面質量和包裝質量要求。從滿足自動自動倒角控制系統(tǒng)的安全性、擴展性和可靠性方面考慮，鑒于PLC的諸多優(yōu)勢，結合自動倒角系統(tǒng)的需要，選擇德國三菱公司的FX2N系列可編程序控制器。FX2N系列PLC是三菱公司生產的具有高性能價格比的小型可編程控制器，由于它具有控制能力強、體積小、抗干擾能力強等優(yōu)點而得到廣泛的應用。第二章自動倒角設備簡述目前，自動倒角設備（圖2.1)是一種應用于工業(yè)的先行設備，它不僅影響了工件加工的效率和質量；而且，進一步提到了國民經濟的發(fā)展。作為機械設備的重要的部分，電氣控制系統(tǒng)是保證機械設備各種動作的協(xié)調與準確無誤，使生產工藝的各項要求得到充分滿足，運作安全可靠并且操作自動化的十分重要的技術手段。對于機械設備的恰當的安裝、調整、使用與維護了解電氣設備都是必不可少的。當前，電氣控制的發(fā)展趨勢是將電機控制技術與電力電子技術、微電子技術、傳感器技術、微機應用技術和自動控制技術相結合。

倒角機可分為手提式倒角機、瓷磚倒角機、圓弧倒角機、滾剪倒角機、萬能倒角機、自動倒角機、內孔倒角機、齒輪倒角機、精密倒角機、模具倒角機、外圓倒角機、臺式倒角機、圓鋼倒角、數控倒角機、磨邊家裝效果圖扣壓機壓管機倒角機、平板倒角機等等。是一種專業(yè)用于模具制造、五金機械、機床制造、液壓零件、閥類制造、紡織機械的倒角及去銑、刨等加工方式產品的毛刺的小型精密機床。尤其是大批量的機械加工的中，常需要對加工量的是非常大的進行調節(jié)。自動倒角設備系統(tǒng)可以按照設定倒角量和控制各種輸入物品的瞬時流量，從而達到控制各種產品的數量和保證質量的目的，是實現生產過程自動化和智能化、企業(yè)的科學管理、安全穩(wěn)定生產和節(jié)能降耗的重要技術手段。自動倒角控制系統(tǒng)在生產中的應用不僅可以提提高工件的生產量，也大大減輕了崗位工人的勞動強度，提高了生產效率，本設計一種自動倒角設備的電氣控制與plc編程。圖2.1自動倒角設備總體結構圖圖2.2自動倒角設備的送料裝置第三章自動倒角設備總體設計在設計中對于一種自動倒角電氣設備控制與plc的設計。當然在生產中根據各行各業(yè)的實際需求的不同可以視情況更換送料裝置，而在控制過程則改變刀具的角度，對工件進行切端面、倒端角和內孔端角。圖3.1自動倒角設備結構圖3.1對于機構方面總體設計1.對帶式傳料機的設計，包括對傳送機的概述以及原理介紹，由有倒角設備設計要求設計帶式輸送機的設計計算、設計帶寬、機械結構設計、對電機的選用、帶式輸送機部件的選用以及電氣及安全保護裝置；2.氣缸的卡爪設計以及加緊工件的夾緊力的計算和校核是否滿足設計要求；3對倒角的刀具設計和連接的刀具的雙向電機的選擇。達到設計要求的轉速，進行倒角。圖3.2傳送機的裝配圖圖3.3道具卡盤與設計3.2對于電氣原理總體設計一種自動雙頭倒角設備，該雙向倒角設備主要由左右動力頭、上卸料裝置、左右給進裝置以及自動送料夾緊、調整裝置等組成。通過電氣控制，自動倒角設備的左右動力頭中刀具的旋轉的控制主要是通過采用三相異步電動機傳動來實現倒角的功能；自動倒角設備上料裝置主要是由液壓馬達帶動鏈輪做往復運動，上料油缸推動棒料到送料架之后返回；自動倒角設備的自動送料及工件位置是由送料馬達以及頂推油缸來實現的。到位之后液壓油缸來實現工件的夾緊與放松；自動倒角設備的調整結構可以對不同的加工件實現不同長度的加工，采用手搖絲杠來調整，調整之后鎖死。自動倒角設備系統(tǒng)中對于所需送料、加緊、加工倒角、卸料精度控制十分重要，因為任何一件產品的所需原料有嚴格的限制的，通過操作面板和遠程控制，對倒角設計進行控制，有電氣原理的布置精切的加工，最后，進行卸料。3.3對自動倒角設備plc的設計概述一種自動雙頭倒角設備系統(tǒng)的程序設計，是通過用三菱plc的進行對自動倒角機的程序設計滿足：雙向倒角設備主要由左右動力頭、上卸料裝置、左右給進裝置以及自動送料夾緊、調整裝置等組成。通過程序控制，自動倒角設備的左右動力頭中刀具的旋轉的控制主要是通過采用三相異步電動機傳動來實現倒角的功能；自動倒角設備上料裝置主要是由液壓馬達帶動鏈輪做往復運動，上料油缸推動棒料到送料架之后返回；自動倒角設備的自動送料及工件位置是由送料馬達以及頂推油缸來實現的。到位之后液壓油缸來實現工件的夾緊與放松；自動倒角設備的調整結構可以對不同的加工件實現不同長度的加工，采用手搖絲杠來調整，調整之后鎖死。設計滿足該設備的自動化倒角的設計要求，大大的節(jié)約人力和零件的精度，提高了工作的效率。第四章自動倒角設備的結構設計與分析4.1自動輸送機設計工作條件：原始參數和工作條件如下：輸送物料：棒料、物料特性：,l=80mm，帶寬b=160mmM=3kg，輸送機長度為1210mm，動態(tài)運動時產生的運動加速度2m/s2，s為安全系數7，為V形氣爪夾頭的擺角。4.1.1自動輸送機設計的概述帶式輸送機（圖4.1）是連續(xù)運輸機的一種，連續(xù)運輸機是固定式或運移式起重運輸機中主要類型之一，其運輸特點是形成裝載點到裝載點之間的連續(xù)物料流，靠連續(xù)物料流的整體運動來完成物流從裝載點到卸載點的輸送。圖4.1自動輸送機的裝配圖帶式輸送機的分類：帶式輸送機分類有多種多樣的，一種是特種結構的帶式輸送機，各有各的輸送特點。主要部件是輸送帶，輸送帶可以做作牽引機構和承載機構。第二種為是普通型帶式輸送機，該帶式輸送機在輸送帶運輸物料的過程中，上帶為槽形的形狀，下帶呈平形的形狀，輸送帶由托輥托起來的；帶式輸送機組成主要部分有：輸送帶、制動裝置、機架、電機、托輥滾筒拉緊裝置、中間架等等。4.1.2自動輸送機結構部件設計1.輸送帶寬度的核算輸送棒料的輸送機，需要按運輸手冊式知：式中—棒料的直徑，mm。表2-3不同帶寬推薦的輸送物料的最大粒度mm帶寬160180200220240260102030405060計算：故，輸送帶寬滿足輸送要求。2.輸送帶圓周驅動力計算有運輸機械手冊知：傳動滾筒上所需圓周驅動力為輸送機所有阻力之和式中主要阻力、附加阻力、①.主要阻力計算自動倒角機的輸送機的主要阻力是棒料及輸送帶移動和承載分支及回程分支托輥旋轉所產生阻力的總和。式中模擬摩擦系數，根據工作條件及制造安裝水平決定，一般可按表查取；輸送機長度m；重力加速度選定為米長度旋轉部分重量，托輥上托輥組槽角35°，下托輥槽組角０，°上托輥組間距＝0.15m，下托輥組間距＝0.16m，。運行阻力系數f值才表的。取=0.4。其中，承載分支托輥旋轉部分重量、承載分支托輥間距。由運輸機械手冊查托輥參數，知=8.9kg托輥組每米長度旋轉部分質量其中，回程分支托輥旋轉部分質量、回程分支托輥間距。每米長度輸送帶質量，查表知：=12.5kg/m故：②傾斜阻力計算傾斜阻力按下式計算：式中：因為是本輸送機水平運輸，所有H=0.39m所以：傳動滾筒上所需圓周驅動力為③傳動軸功率計算傳動滾筒軸功率計算：④電動機功率計算電機的選用電動機功率，按式（3.4-2）計算：式中——傳動效率，一般在0.85~0.95之間選??；——聯軸器效率；每個機械式聯軸器效率：=0.98液力耦合器器：=0.96；根據計算出的值，選擇電動機，該自動倒角設備一般情況下，選擇的電動機轉速不低500r/min，當功率一定時，電動機的轉速低，其尺寸愈大，價格愈貴，而效率低。若電機的轉速高，則極對數少，尺寸和重量小，價格也低。本設計皮帶機所采用的電動機的總功率為0.46kw，故需選用功率為1.1kw的電機。采用Y90L-6型電動機，該型電機轉矩大，性能良好，可以滿足要求4.2工件加緊結構的設計設計4.2.1卡爪的夾緊力的計算每個夾頭的夾緊力，需要考慮到卡爪的運動是的加速度的情況下，加緊工件的所需的夾緊力，有氣壓手冊知：卡爪的夾緊力為其中，m為工件的質量kg，g為重力加速度10m/s2，a為動態(tài)運動時產生的運動加速度m/s2，s為安全系數7，為V形氣爪夾頭的擺角。4.2.2卡爪夾緊力的驗算由氣壓手冊可知：復合坐標確定力臂x=130mm，偏距y=90mm相交，交點畫一弧線與垂直坐標相交，過該交點的的一橫線，讀取合攏與打開時數值，則合攏時的為1430N,打開時為1260N.故，該設計符合設計要求。4.3雙向倒角部件設計該結構為倒角刀具盤結構，主要可以調節(jié)刀具的移動距離，對工件進行倒角。同時，更換倒角刀，可以切端面和內孔角等等。本為設計采用對直徑為20mm的圓柱棒料進行45度的倒角，該刀具采用的特殊高速鋼，強度和硬度都能滿足加工要求。圖4.2刀具盤的結構圖圖4.23刀具盤的斑馬紋結構圖第五章自動倒角設備控制電氣控制5.1電氣控制電氣控制就是指通過一種電氣自動化控制的方式來控制日常生產過程。電氣控制線路是把多種具有觸點的繼電器、接觸器以及行程開關、按鈕等電氣元件，通過導線按照一定的方式連接組成的控制線路。電氣控制線路可以做到對電動機或者其他的執(zhí)行電器的啟動和停止、正轉和反轉、制動以及調速等運行方式的控制，以達到生產過程自動化的目的，滿足工藝的要求。也因此電氣控制常常被稱為繼電接觸器控制。作為機械設備的重要的組成部分，電氣控制系統(tǒng)是保證機械設備各種動作的協(xié)調與準確無誤，使生產工藝的各項要求得到充分滿足，運作安全可靠并且操作自動化的十分重要的技術手段。對于機械設備的恰當的安裝、調整、使用與維護了解電氣設備都是必不可少的。由于加工工藝和生產設備各不相同，因此所要求的控制線路的連接也各種各樣。但是無論是哪一種的控制電路，都是有一些相對簡單的基本控制環(huán)節(jié)來組成的。因此對于控制線路的基本環(huán)節(jié)和典型的線路熟練地掌握是十分必要的。當前。電氣控制的發(fā)展趨勢是將電機控制技術與電力電子技術、微電子技術、傳感器技術、微機應用技術和自動控制技術相結合。在國內的許多企業(yè)均用到了大批量的鋼管、棒材類的零件，而這些零件，這些零件由于受定尺段切割的影響會在端部產生、毛刺、凸起、飛邊等現象，會嚴重制約產品的端面質量。而在許多的企業(yè)還仍是采用人工砂輪機打磨、機加工車床的形式進行處理，這樣作業(yè)效率十分低，勞動強度大，常常會造成坯料的積壓，影響產品交易，生產進度。因此生產一種自動倒角設備十分必要。本論文就是結合生產實際對一種自動倒角設備的控制系統(tǒng)進行分析。5.2自動倒角運行控制過程分析對于本論文是分析一種雙頭倒角設備，該雙向倒角設備主要由左右動力頭、上卸料裝置、左右給進裝置以及自動送料夾緊、調整裝置等組成。（1）自動倒角設備的左右動力頭中刀具的旋轉的控制主要是通過采用三相異步電動機傳動來實現倒角的功能。（2）自動倒角設備的給進裝置主要是由氣液轉換器來提供動力以此來推動氣液缸從而帶動自動倒角設備的左動力頭、右動力頭在原料上料并夾緊后進行快進→工進→快退的達到左右起點后碰到起始點行程開關后停止。（3）自動倒角設備上料裝置主要是由液壓馬達帶動鏈輪做往復運動，上料油缸推動棒料到送料架之后返回。（4）自動倒角設備的自動送料及工件位置是由送料馬達以及頂推油缸來實現的。到位之后液壓油缸來實現工件的夾緊與放松。（5）自動倒角設備的調整結構可以對不同的加工件實現不同長度的加工，采用手搖絲杠來調整，調整之后鎖死。自動倒角機電氣控制原理圖及過程分析圖6.1自動倒角機電氣控制原理圖自動倒角機電氣控制具體過程如下：（1）上料控制首先按下啟動按鈕SB1電磁鐵YA0通電，油缸進行上料的動作，當上料完成以后，活塞桿就會碰到行程開關SQ1。所以，在上料的控制電路中需要行程開關SQ1的常閉觸點串聯于電磁鐵YA0?；钊麠U接觸到行程開關SQ1后，其常閉觸點斷開，電磁鐵YA0斷電，上料油缸退回，同時使電磁鐵YA1通電。（2）送料、夾緊、放松過程電磁鐵YA1通電之后，送料馬達正轉進行送料的過程，在該過程將結束時會碰到頂推油缸，這樣壓力繼電器Y1就會發(fā)生動作，使電磁鐵YA3得電，夾緊油缸夾緊工件，之后電磁鐵YA1斷電，送料馬達停止運轉。在電氣控制線路連接時需要將電磁鐵YA3的常閉觸點串聯于電磁鐵YA1這樣可以保證在工件夾緊之后送料斷電，不會使工件在尚未夾緊時送料撤出而掉落，且在送料過程中當前一工件加工完成后，夾緊油缸松開，可以進行自動下料。在夾緊電路中也需要串聯入一行程開關SQ2。目的是，在本次工件加工完成以后可以進行自動下料。（3）左右動力頭的控制該自動倒角機的左右動力頭，主要是采用三相異步電動機通過帶傳動來實現刀具的運轉。在自動控制的過程中，當送料完成工件被夾緊之后，左右動力頭的動力來源三相異步電動機得電正轉，而在上圖自動倒角電氣原理圖中，對于左右動力頭的起始行程開關設定為同一個即SQ0,。這樣當加工工件完成以后，左右給進裝置快退返回起始點，接觸到行程開關SQ0以后左右動力頭停止運轉。（4）左右給進裝置的控制自動倒角機的左右給進裝置主要有氣液轉換器提供動力推動?？爝M時：氣液裝換器的1DT、3DT兩個電磁閥得電；工進時：氣液裝換器的1DT電磁閥得電；快退時：氣液裝換器的2DT、3DT兩個電磁閥得電,當快退返回到原起始位置時原位停止所有電磁閥都不得電。當工件被送料并夾緊后左右動力頭得電，刀具運轉，在與此同時在原位置的左右給進裝置也得電進行快進。當安裝在左右給進裝置上的光電開關感應到工件時，左右給進裝置由快進轉為工進，進行工件的左右倒角處理。當倒角加工完成以后，左右給進裝置遇到行程開關SQ2，后左右給進裝置由工進轉為快退，直到快退到起始位置遇到行程開關SQ0時快退停止，所有電磁閥失電。第七章自動倒角設備plc的設計概述作為日本生產PLC的重要生產廠家自已的三菱公司，先后推出的PLC有小型的、超小型如：F、F1、F2、FX2、FX2C、FX2N、FX2NC、FX1、FX0、FX0N等系列。其中的F系列已經停止了生產，而取代它的是FX2系列的機型，FX2系列的機型是屬于高性能、小型化的單元式的機種，同時FX2系列的機型也是三菱公司生產的典型產品。除此之外對于PLC中的大中型模塊式的機種中三菱公司還生產了A系列，主要的系列型號有AnA、AnS和Q4AR等產品。這些A系列的大中型的PLC的輸入輸出點數都比較多，最高的可以達到4096輸入輸出點，而且用戶存儲量最大可以達到124K步，所以這些A系列的大中型的PLC一般用于控制規(guī)模比較大的場合。A系列的大中型的PLC產品具有類型眾多的功能單元，數百條的控制指令，可以方便的完成位置控制，幾十個回路的PID 控制以及模擬量控制，可以方便的和各種外設以及上位機進行通訊工作，所以在多任務的自動化場合三菱公司生產的A系列的大中型的PLC產品得到了廣泛的應用。在本次的設計中主要用到了FX2N產品，該產品是三菱公司在FX系列的產品基礎之上又推出的。所以相比而言該機型在指令數量、通訊能力以及運算速度方面有了很大的進步，在日本三菱公司生產的PLC中該機型是一種高速、高性能、小型化、各方面都相當于FX系列中最高層次的超小型的PLC。PLC應用軟件編輯語言的表達方式分為：1.梯形圖是一種表示電氣線路控制關系的編輯語言。它是由繼電器電路圖變化出來的。在梯形圖中所繪的圖形符號與繼電器線路圖的電氣元件符號十分相似，在PLC中梯形圖是使用最廣泛的編輯語言。2.指令表和單片機匯編語言比較相似，程序都有嚴格的對應關系。一般一條指令可分為兩部分：助記符，操作數。當然也有只有助記符沒有操作數的指令，也就是無操作數指令。當送入編輯控制器運行時梯形圖在簡單的編程設備無法直接讀取的情況下可改寫為指令表進行輸入。3.順序功能圖包括步、轉換、動作三個要素。一個復雜的控制過程可以通過順序功能圖分解為一些小的工作狀態(tài)，對小的工作狀態(tài)處理后以控制要求進行鏈接組合成整體的控制狀態(tài)。順序功能圖體現了PLC的一種編程思想。功能塊圖功能圖塊與數字電路的編程語言類似。4.結構文本（Structuredtext）為了增強PLC的許多高級功能如：數據處理、報表打印、數學運算、圖表顯示等，一些大中型的PLC都裝備了一些高級的編程語言，如C、BASIC、PASCAL等像這樣的的一種編程的方式被稱為結構文本。編程語言是編制程序的實用的的工具。在本設計中主要應用梯形圖的編程方式來學習自動配料裝車系統(tǒng)的控制方法。第八章自動倒角機電氣控制梯形圖及仿真8.1自動倒角機電氣控制梯形圖圖8.1倒角機的梯形圖分析如下:各電氣元件對應PLC中的輸入輸出點如下：FR→X000SB0→X001SB1→X002SQ1→X003Y1→X004SQ0→X005SB2→X006SQ2→X007光電開關S1→X010YA0→Y000YA1→Y001KM1→Y002YA3→Y003KM2→Y004KM3→Y005YA4→Y006YA6→Y007YA8→Y0108.2自動倒角機電氣控制仿真圖8.2自動倒角設備的仿真圖總結通過這一次的一種自動倒角設備的電氣控制與plc編程的畢業(yè)設計我覺得對自動倒角設備及其控制有了更深一步的認識。因為自動倒角設備在當前應用的十分廣泛，對于它的電氣控制不僅僅只是涉及到本次論文中提到的自動倒角設備控制和結構設計，自動倒角設備機構設計和電氣控制線路中的主令電器吧保護以及plc的程序控制等等。在對自動倒角設備中我們要注意對相應機構有了更新的認識，在電氣元件的選型也有更新的了解。在連接電氣線路時可能會出現的故障點，如何去分析這些故障點，相應的故障點會引起什么樣的反應等。對于自動倒角設備是逐漸的實現自動化，現代化，智能化的，通過自己去摸索、嘗試才能清楚自己的不足，或許我們能夠很容易的繪出電動機控制線路圖，倒是當我們遇到現實中的電氣元件去實際連接操作的時候卻往往會出現各種各樣的錯誤。而這就是需要我們實際去動手操作，同樣這也是學校通過畢業(yè)設計所想要達到的目的－與實際相接軌。因為這次畢業(yè)設計設計是以小組的形式進行的，所以，不僅僅要有方法一起去發(fā)現問題，協(xié)商問題，討論問題，并且解決問題。通過這次設計與制作，更加深刻了對書本知識的理解和認識，明白了程設計是我們專業(yè)課程知識綜合應用的實踐訓練，是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程．通過這次課程設計，我深深體會到這句千古名言的真正含義．我今天認真的進行課程畢業(yè)設計，學腳踏實地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎在此要感謝指導老師的辛勤教導與詳細講解，您還幫助我們找出解決問題的不同方法。我從此次畢業(yè)設計中學到了許多有用的知識和技巧。最后再一次真誠感謝您。HYPERLINK\l"_Toc20