基于PLC控制的冲床薄片自动供料系统设计.pdf

模具工业 2 0 1 1 年第3 7 卷第8 期 4 3 基 于 P L C 控 制 的 冲 床 薄 片 自 动 供 料 系 统 设 计 王建明 天津轻工职业技术学院，天津3 0 0 3 5 0 摘要 针对冲床薄片自动供料在工艺系统中的应用， 从工艺要求、 控制方案拟定和控制系统硬件设计进 行研 究， 采用 P L C控制 系统可以使系统达到体积小、 控制灵活、 故障检 测容 易， 提 高生产率的 目的 关键词 P L C ； 冲床； 薄片供料； 控制； 自动供料 中图分类号 T G 3 8 6 ． 2 ； T G 3 8 5 ． 8 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 1 2 1 6 8 2 0 1 1 0 8 0 0 4 3 0 3 P LC． b a s e d c o n t r o l o f a u t o ma t i c f e e d i n g o f s h e e t i n p u n c h WANG J i a n rui n g T i a n j i n L i g h t I n d u s t r y V o c a t i o n a l T e c h n i c a l Co l l e g e， T i a n j i n 3 0 0 3 8 0 ，C h i n a Abs t r a c t Th e a p p l i c a t i o n o f a u t o ma t i c f e e d i ng of s he e t i n a pu nc h in pr o c e s s s y s t e m wa s s t u di e d i n t e r ms o f t he t e c h no l o g i c al r e q u i r e me n t s ， d r a fting o f c o n t r ol s c he me a n d de s i g n o f c on t r o l s y s t e m ha r d wa r e．Th e P LC c on t r ol s y s t e m all o ws t h e pr o c e s s s y s t e m a s ma l l s i z e ，fle xi bl e c on t r ol ，e a s y f a u l t de t e c t i o n an d h i g h pr o d uc t i o n r a t e ． Ke y wo r d s PLC；pu nc h；f e e di ng o f s h e e t ；c on t r ol ；a u t o ma t i c f e e d ing 1 引言 可编程控制器 P L C 控制系统的发展与应用从 根本上改变传统的低压配 电及其控制装置， 它不但 给传统 自动供料带来革命性变化 ， 而且导致 了传统 的控制系统 结构发生变革 。基 于P L C控制 的冲床 收稿 日期 2 0 1 l O 2 一 l 2 。 作者简介 王建明 】 9 6 0 一 ， 男， 天津人， 副教授 ， 研 究方 向为机 电 - 一 体化技术 ， 地址 天津海河职业教育 园区雅观路 1 号天津轻工 职业技术学院， 电话 1 3 6 2 2 0 0 6 4 8 6 ， 电子信箱 c h t j w j m1 6 3 ． 薄片 自动供料装置的设计 ， 解决 了薄片 自动供料 的 效率低、 工艺复杂等 问题 。 2 系统组成 基于 P L C控 制的冲床薄片 自动供料 系统 由驱 动系统 、 控制系统、 传动系统 、 检测系统和执行机构 等部分组成， 如图 1 所示 。 机械装置如图2 所示 。装置用于常见的马口铁 等薄片供料 的下部吸 出式送料机构 。其 【 作过程 c o rn 。 为装料库下方的铁片被 吸盘 4吸出， 下降一定距离 舟 ； 岍蟠岍 l、 础i 、 ； 晌 ； 、 、 、 Ng ＼ 蛐e 0 、 片 “ g 取 出 。 模具采用倒装形式， 1 作时先将制件放在 凸模 上， 由其上 的凹槽定位 ， 冲裁时， 上模 向下运动 ， 下 模部分的弹顶器将条料压紧 ， 完成拉深。上模上行 时， 弹顶器又将 条料顶起 ， 制件 卡在 凹模 内， 由刚性 推件装置打杆推出。 4 结束语 介绍了汽车加强板复合模 的设计过程 ， 模具结 构巧妙 ， 能够生产出符合要求的制件 ， 可 以为 以后 的生产提供参考。 参考文献 [ 1 ] 全国模具标准化技术委员会． 中国机械工业标准汇编 冲 压模具卷 上 [ M] ． 北京 中国标准出版社， 1 9 9 9 3 0 3 ． 3 0 7 ． [ 2 ] 傅曼， 李晋伟． 消音器前盖多工位级进模设计[ J ] ． 模具 工业， 2 0 1 0 ， 3 6 3 2 4 ． 2 6 ． [ 3 ] 康 俊远 ． 汽 车 净化 器 塑件 工艺 分 析[ J 】 _ 模 具 工业 ， 2 0 0 7 ， 3 3 1 0 4 1 4 5 ． [ 4 ] 马正元， 韩蟹． 冲压工艺与模具设计【 M】 ． 北京 机械工业 出版社， 2 0 0 3 3 0 ． 5 0 ． [ 5 ] 郝滨海． 冲压模具简明设计手册[ M] ． 北京 化学工业 出版 社， 2 0 0 4 2 0 7 2 l 3 ． 模具工业 2 0 1 1 年第3 7 卷第8 期 后变为水平方 向的移动 ， 被送到输送辊 3的工作区 域 。由曲柄滑块机构 1 0 带动水平滑块 1 1 在导柱 5 上移动 ， 带动吸盘安装板 6 左右移动， 实现 2 个吸盘 的进退 。滑槽 7 在 凸轮 9的驱动 下可作摆动 ， 再带 动滚轮8 ， 实现 2 个吸盘的上升下降运动。 P L C 控制的薄 片供料 系统 图l P L C控制的冲床薄片自动供料系统的组成 图2 冲床薄片自动供料的机械装置 1 ． 卡头2 ． 空气喷嘴3 ． 输送辊4 ． 吸盘5 ． 导 柱6 ． 吸盘安装板7 ． 滑槽8 ． 滚轮9 ． 凸轮 l O ． 曲柄滑块机构 l 1 ． 水平滑块 机械装置主要 由电机驱动 凸轮9实现滑槽 7 上 下摆动； 由电机带动 曲柄滑块机构 l 0 实现水平滑块 1 1 的左右滑动； 输送辊3由电机驱动， 实现后期送 料。3 个电机由P L C的I ／ O输出口实现控制。 装置 的特点是 改变传统供料 装置靠凸轮 分配 轴对滑块 1 1 和滑槽 7 进行协调 的方法 ， 用 P L C实现 对 2 个机构的控制和动作协调。 3 控制过程 P L C控制 的冲床 薄片 自动供料系统控制 过程 主要通过检测系统使用的各类传感器信 号， 作为 I ／ O的输入部分 ， 包括滑块 1 1 的位置检测和滑槽 7 上 下摆动 的位置检测 。控制 系统采 用西 门子 S 7 ． 2 0 0 型可编程控制器实现。 3 ． 1 曲柄滑块机构 1 0 fl 滑槽 7 摆动装置的循环图 设计 1 曲柄滑块机构 1 0的循环 图。曲柄滑块机构 由电机驱动 ， 故在一个加 工循环 。 中只有 2 段 ， 即 - z 。 。 。其 中 。 为送料工作时段 ， 为送料回 程段。循环图如图3 所示 。 图3 曲柄滑块机构 l O的循环图 2 滑槽 7 摆动装置的循环 图。滑槽摆 动装置 由凸轮机构带动来实现 ， 凸轮机构 由电机驱动 。根 据需要 ， 在一个加工循环 中可以分为大于 2 的若 干段 。根据 需要 ， 此例 分 为 3段 ， 即 。其中 为凸轮上升段 ， 为远程停止段， 为 凸轮回程段。循环图如图4 所示。 1_ r ／ ＼ 丁 一 图4 滑槽 7 摆动装置的循环图 3 曲柄滑块机构 1 0 和滑槽7 摆动装置的循环 图的协调化 ， 如图 5 所示 。曲柄滑块机构 1 0 和滑槽 7 摆 动装置工作顺序为 滑槽 7 摆 动装置首先抬起， 曲柄滑块机构 1 0 再进行输送 。在程序编制 中， 可根 据机械结构 的精度、 刚度等确定， 二者相差 时间 为 O ． 5 ～ 1 S ， 确保机构之间的动作协调。 图5 曲柄滑块机构 1 O 和滑槽7 摆动装置的 循环图的协调化 3 ． 2 I ／ O分配和外设接线图 1 I ／ O分配。根据实际控制情况 ， I ／ O点可以扩 模具工业 2 0 1 1 年第3 7 卷第8 期 4 5 展。本例I ／ 0分配如表 1 所示 。 表 l P L C控制的冲床薄片自动供料系统I ／ O分配表 输入 名称 备注 输 出 名称 备注 1 0 。 滑块 l 1 左位传 感器 感应型 Q o m 凸轮驱动 A L， 滑块 1 1 右位传 感器 感应型 曲柄驱动 B 1 0 2 滑 槽 7 摆动 上位 检测 感应型 Q 0 2 喷头 l 开关量 I o 3 滑槽 7 摆动 下位检测 感应型 Q0 3 吸盘4 开关量 1 0 启动 s ． 开关 Q0 输送辊 开关量 I 停止 S 。 开关 2 外设接线图。P L C控制 的冲床 薄片 自动供 料系统接线 图如 图6 所示。 S 7 - 2 o o 一 1o ．4 Q o 0 ] _ 一 I o Q o l - { 卜一 I o 。 Q o 2 - [ ] _ _ 一 I 。 I o 1 Q o ] _ 一 1 0 2 旦 ． Q 0 _ { 卜一 l t O 3 COM ] ⋯ LDC24V 图6 P L C控制的冲床薄片 自动供料系统接线图 3 P L C控制流程 图。P L C控制 的冲床薄片 自 动供料系统控制流程 图如图7 所示。 4结束语 用 P L C控制 的冲床薄片 自动供料系统， 控制方 图7 冲床薄片 自动供料系统控制流程图 式可靠 ， 机械结构 简单 ， 便于维护， 在送料形式改进 时也便于调整。 参考文献 [ 1 ] 戚长政． 轻工自动机与生产线【 M】 ． 北京 中国轻工业出版 社， 2 0 0 0 1 2 ． 3 2 ． 【 2 】 丁加军， 盛靖 棋． 自动机与 自动线[ M】 ． 北京 轻工业出版 社， 2 0 0 7 2 3 ． 2 8 ． 【 3 1 2 E建明． 自动线与工业机械手技术[ M] ． 天津 天津大学出 版 社． 2 0 0 8 3 2 ． 4 0 ． 专利名称 单 向离合器传动套内凸筋 的冲压模具 专利申请号 C N2 0 0 9 1 0 1 4 4 4 9 1 ． 6 公开号 C N1 0 1 6 2 8 3 0 8 申请 日 2 0 0 9 0 8 1 3 公开 日 2 0 1 0 0 1 2 0 申请人 芜湖德威汽车电机有限公司 本发 明公开了单 向离合器传动套 内凸筋 的冲压模具 ， 包括有上模座 、 下模座， 上模座与下模座之 间通过滑动导柱导向连接 ， 其特征在 于 所述 的上模座 的下端安装有条状 的凸模 ， 下模座上固定安装 有带有弧形槽 的安装座 ； 有转轴 ， 转轴上有与所述的凸模配合的凹模型腔 ， 所述 的转轴端部连接有定 l 位 盘， 定位卡盘周缘分布有定位卡槽， 下模座端部安装有与卡槽配合的定位销， 待加 【 的 传动 套， 所 述转 轴 及传动套 置于 所述安 装座的 弧形 槽内 ， 所 述定位销 与定 ； 明 采 用 单 冲 方 式 ， 传 动 套 的 成 形 工 艺 简 单 ， 满 足 了 传 动 套 顶 圆 和 根 径 的 公 差 要 求 。 i 啦 ； ；、 蜗、 、 、 蛐 、 } 博 ；＼ 蠕 ￡ ． - 、 慵 、 簖鬯 啦 捕 ＼ 嗡 蟑 _ 、 所述转轴外套装有 位卡槽配合。本发