基于PLC的筘片裁剪系统开发设计.pdf

基于P L C 的筘片裁剪系统开发设计 Dev el opm ent an d de si gn of r eed cut t i ng s ys t em base d on t he PLC 史卫朝，王丽洁，徐德凯 S H l We i． c h a o ．WA NG L i - j i e 。XU D e - k a i 西安理工大学，西安 7 1 0 0 8 2 摘要针对过滤网钢筘筘片较厚无法采用现有生产设备裁剪的问题，研制了全自动筘片裁剪系统。根 据筘片的裁剪要求，设计了筘片裁剪系统的主体机械结构 ， 分析了P I_ C 控制程序及I ／ o 端口分 配情况，绘制了筘片裁剪系统主电路图，实现了自动裁剪筘片的控制要求，该机器具有裁剪 速度快、结构简单，工作效率高等特点。 关键词筘片裁剪系统 ；控制要求；PL C 中图分类号T H I 2 2 文献标识码 B 文章编号1 0 0 9 0 1 3 4 2 0 1 5 o 3 下 一 0 1 1 2 0 3 D o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ J ． i s s n ． 1 0 0 9 -0 1 3 4 ． 2 0 1 5 ． 0 3 下 ． 3 5 0 引言 随着 国家对环 境保护 的不断重视，越来越多的企 业开始发展过滤网产品。钢筘作为过滤网生产过程中不 可或缺 的配件 ，筘 片的硬度和耐磨性对过滤网的生产 有着 非常重要 的影 响。 目前 国内生产筘片 的材质主要 为6 5 Mn 钢带 ，其特点是强度高、硬度高、弹性好 ， 抗拉强度 o MP a 8 2 5 MP a ～ 9 2 5 MP a ，热处理硬度为 3 8 HR C～ 6 0 HRC⋯。纺织配件企业根据过滤 网的型号， 通过计算确 定筘片厚度 ，一般为0 ． 2 5 mm～ l mm。 由于 6 5 Mn 钢经过淬火后硬度高，传统冲裁筘片 的加工方法 不仅会严重损伤模具，而且 自动编筘机的剪切装置无法 裁剪0 ． 4 mm厚以上 的6 5 Mn 钢带，因此 ，研制全 自动筘 片裁剪系统是十分必要的。 本项 目通过对现有裁剪设备分析研究，针对性地开 发出 一套基于P L C控制的筘片裁剪系统 ，从根本上解决 了筘片加工中存在的问题。 1 筘片裁剪系统的结构设计 1 ． 1技术要求 本项 目目标是研制的筘片裁剪系统基于P L C 控 制， 采用气动送料机及 电机驱动 ，实现 自动送料、裁剪， 保证裁剪的筘片尺寸一致，提高筘片裁剪速度及生产效 率。企业对项 目组提出了以下要求 1 筘片裁剪系统的销、轴 、轮等零件应进行热处 理 ，安装销栓的孔应配铜套 ，电器配件、线缆均要符合 国标要求； 2 裁剪速度 ≥1 0 0 片／ mi n ； 3 裁剪后筘片长度误差≤0 ． 1 mm 4 筘片裁剪系统应具有急停装置、润滑装置保证 使用安全。 1 _ 2 主体机械结构 筘片裁剪系统的机械结构主要包括1 料盘装置 2 裁剪装置；3 收料装置三大部分，如图l 所示。 料盘装置主要由料架 、料盘、电机、减速器、传感 器等组成，作用是 自动判定输送钢带的时间，根据P L C 指令将料盘架 上的钢带送 出。在料盘与送料气缸之间安 装光电传感器，在裁剪钢带过程中，光电传感器检测到 钢带不足并发送信号至P L C，P L C控制料盘上的电机旋 转，料盘旋转送出钢带 。 1 ．料盘 ；2钢带3 底座 ；4 ． 传感器；5送料气缸6手压剪；7裁剪电机 图1 筘片裁剪系统 结构 示意图 裁剪装置主要由送料气缸、手压剪、底座 、气泵、 气动三联件 、光电传感器等组成，如 图2 所示，其作用 是将料盘装置送 出的钢带，经送料气缸送入手压剪 内， 手压剪在电机和传动机构的带动下，裁剪钢带。筘片的 长短可调整送料气缸的挡料轮及微调螺母 ，送料时间由 光 电传感器判定 ，当手压剪抬升时 ，光 电传感器检测 到信号，且发送至P L C，P L C通过继 电器控制 电磁 阀工 作 ，气缸送料 ，同时计数器计数 。送料气缸可选择标 准型A F ． 4 C 气动送料机，其最大送料宽度为1 0 0 m m，最 收稿日期2 0 1 4 -1 1 -1 8 作者简介史卫朝 1 9 8 1 一 ，男，陕西西安人，讲师，硕士，研究方向为机械工程。 [ 1 1 2 ] 第3 7 卷第3 期2 0 1 5 0 3 下 ～ 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 ． 2 控制程序设计 筘片裁剪系统的各个装置在P L C 及辅助元件 的控 制下，按规定的逻辑顺序工作 。我们采用西门子S T E P 7 编程软件对P L C程序进行编写，该软件可使用梯形图逻 辑 、功能块 图和语句表进行编程操作 ，图5 为控制程序 流 程 图 。 图5 控 制程序流程 图 3 筘片裁剪系统特点 开发的筘片裁剪系统相 比传统的裁剪设备具有 以 下特点 1 裁剪速度快 ，采用 的自动送料气缸较机械 式 自动送料机运行速度快，稳定性好 ，性价 比高；2 自动化程度 高，在整个筘片裁剪过程中，所有动作均 有P L C 控制，减轻了操作人员的劳动强度；3 结构简 单，易于安装维护且维护。 目前 ，筘片裁剪系统 已经应用于某纺织器材配件 厂。结果表 明，使用 该筘片裁剪系统后 ，企业筘片裁 剪效率大幅提高，生产周期由原来的3 小时缩短至0 ． 5 小 时，故障率低；生产成本较前降低了6 0 ％左右 ，为企业 带来 了显著的经济效益，提高了产品的市场竞争力。 4 结束语 随着我国过滤产业的不断发展 ，过滤产品对筘片要 求不断提高。利用项 目组设计 的筘片裁剪系统能够满足 筘片的裁剪需求，同时也满足 自 动控制的要求，对钢筘 行业产品的质量提高具有很好的促进作用。 参考文献 【 l 】机械设计编写组． 机械设计手册第三版【 z 】 ． 北京 机械工业出版 社， 1 9 8 6 ． 【 2 】 姜继海． 液压与气动传动【 M】 b 京 高等教 育出版社， 2 0 1 0 ． 【 3 】 林小宁． 可编程控制器应用技术[ MI ．北京 电子工业 出版社， 2 0 1 3 ． {鑫● 鱼‘ 重● 矗‘ 矗‘ 囊● { ● ‘ 蠡‘ {盎● 矗 {重● 矗‘ 如‘ {矗 { ● 囊‘ {矗 {矗‘ {重● 矗● 矗‘ 【 上接第1 0 8 页】 退化，接触定位面不会因为环境条件改变而发生偏移， 因此该装置的定位与限位具有高精度与高稳定性。通过 环境实验验证，在振动等环境下该变倍装置的大、中视 场镜框无松动、脱落现象 。变倍装置进行视场切换后的 光轴一致性在1 个像素以内。 经过上述性能测试表 明，该装置功能可靠、性能稳 定 、满足设计要求，在多视场热像观瞄具中具有广泛的 应用前景。 参考文献 【 l 】 郝斌． 变倍镜装置【 P 】 ． 中国专利CN 1 8 4 7 9 0 9 A，2 0 0 6 ． 1 0 ． 1 8 ． 【 2 】 温庆 荣， 徐 明轩 ． 切换式 红外三视场 光机组件 的设计 [ J ] ． 激光与 红外． 2 0 1 0 ． 4 0 8 8 7 7 8 7 9 ． [ 1 1 4 1 第3 7 卷第3 期9 0 1 5 0 3 下 [ 3 】 李永 刚， 张葆， 丁金伟． 红外连 续变 焦镜头 的结构 设计[ J ] ． 长春 理 工大学学报 自然科学版 ， 2 0 0 9 ， 3 2 1 6 0 6 3 ． 【 4 ] 孟剑 奇．双 视场 6倍变焦 红外热成像光学系统【 J 】 _红外 与激 光工 程， 2 0 0 8 ， 3 7 1 8 9 9 2 ． 【 5 】 刘洵， 等 ． 军用飞机 光电平 台的研发趋势 与技术剖 析【 J 】 ． 中 国光 学与应用光 学，2 0 0 9 ， 2 4 2 6 9 ． 2 8 8 ． 【 6 】 张 良． 无 热 化 双 视 场 红 外 光 学 系 统 的 设 计 【 J 】 ． 光 学 技 术， 2 0 0 9 ， 3 5 4 5 6 6 5 6 8 ． 【 7 】 AL D R I C H R E ． T h r e e e l e me n t i n f r a r e d o p t i c a l l y c o mp e n s a t e d t wo - p o s i t i o n z o o ms f o r c o mme r c i al F I L R s [ J ] ． S P I E ， 1 9 9 5 ， 2 5 3 9 8 7 1 0 7 ． [ 8 】 王 守 印， 等 ． 超 声 电机 驱 动 的 旋转 变 倍 机 构 【 J 】 ． 光 学 精 密 工 程， 2 0 0 9 。 1 7 1 I 2 8 1 4 ． 2 8 1 9 ． [ 9 】 周运义， 王臻． 三档 变焦镜头 中旋转切换 变焦机构 设计【 J 】 ． 光 学 与光 电技术， 2 0 1 4 ， 1 2 4 9 4 ． 9 8 ． 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m