设计简介
摘 要：本篇文章内容是基于西门子PLC控制的冲床自动送料机构的设计，针对冲床薄片的自动送料机构在工艺系统中的应用。从加工工艺系统要求和控制系统硬件要求来设计自动送料机构部分确定了控制系统的硬件构成——采用了西门子S7-200可编程控制器作为冲床系统的核心控制器，使系统达到体积小、控制灵活、故障检测容易，并且提高了生产效率。
关键词：自动冲床；冲压；PLC控制；自动送料；夹送辊
Abstract : This article was the design of automatic feeding mechanism of punching machine Siemens based on PLC control, countering to the application of punching sheet automatic feeding mechanism in the process of machining process. I designed feeding mechanism part determines the structure of control system hardware using Siemens S7-200 programmable controller as the the core controller punch automatic feeding system from system requirements and the hardware of the control system requirements. Allowing the system to achieve the small size, flexible control, fault detection, and improves the production efficiency.
Keywords: automatic punching machine; PLC control; automatic feeding; pinch roll
目 录
摘要……………………………………………………………………………………1
关键词…………………………………………………………………………………1
1前言……………………………………………………………………………………2
1.1 冲压在机械制造中的地位及特点……………………………………………2
1.2 现代冲压加工发展趋势………………………………………………………3
1.3 数控送料机在冲床系统中的应用概述…………………………………………3
1.4 我国冲床行业市场发展趋势……………………………………………………3
1.5 我国冲床与国际水平的差距……………………………………………………4
1.6 本文的主要研究内容……………………………………………………………5
2 冲床自动送料机构方案设计………………………………………………………5
2.1 冲床自动送料机构系统功能概述………………………………………………5
2.2 初步确定冲床自动送料机构的方案……………………………………………5
2.3 初步确定冲床自动送料机构的工作流程………………………………………6
3 冲床送料机构的设计计算…………………………………………………………6
3.1 送料机构的分析说明……………………………………………………………6
3.1.1 送料流水线说明………………………………………………………………6
3.1.2 送料机的受力分析……………………………………………………………7
3.2 压辊尺寸的设计计算……………………………………………………………7
3.2.1 压辊的尺寸选择………………………………………………………………7
3.2.2 压辊的受力分析………………………………………………………………8
3.2.3 压辊压力的校核………………………………………………………………9
3.3 弹簧尺寸的设计计算……………………………………………………………9
3.3.1 弹簧的受力分析………………………………………………………………9
3.3.2 弹簧的尺寸设计………………………………………………………………9
3.4 伺服电机的设计计算……………………………………………………………10
3.4.1 皮带的功率分析………………………………………………………………10
3.4.2 伺服电机的选择……………………………………………………………11
3.5 轴尺寸的设计计算………………………………………………………………12
3.5.1 估算轴的直径…………………………………………………………………12
3.5.2 轴的受力分析…………………………………………………………………13
3.5.3 绘制力与力矩图………………………………………………………………13
3.5.4 按弯扭合成校核轴的强度……………………………………………………14
3.6 皮带尺寸的设计计算……………………………………………………………15
3.6.1 确定设计功率…………………………………………………………………15
3.6.2 选择带的型号…………………………………………………………………15
3.6.3 验算带的速度…………………………………………………………………15
3.6.5 计算小带轮的包角……………………………………………………………15
3.6.4 确定带的中心距和基准长度…………………………………………………16
3.6.6 确定初拉力……………………………………………………………………16
3.6.7 作用在轴上的压力……………………………………………………………16
3.6.8 确定带轮的结构………………………………………………………………16
3.7 齿轮的设计计算…………………………………………………………………16
3.7.1 齿轮受力分析…………………………………………………………………16
3.7.2 选择齿轮材料及精度等级……………………………………………………16
3.7.3 按齿面接触疲劳强度设计……………………………………………………16
3.7.4 校核齿根弯曲疲劳强度……………………………………………………17
3.7.5 齿轮其他数据说明……………………………………………………………17
3.8 滚动轴承的设计计算……………………………………………………………17
3.8.1 初选轴承类型与尺寸…………………………………………………………17
3.8.2 轴承受力分析…………………………………………………………………18
3.8.3 计算当量动载荷………………………………………………………………18
3.8.4 验算轴承的寿命………………………………………………………………18
3.9 键的设计计算……………………………………………………………………18
3.9.1 皮带轮键的选择………………………………………………………………18
3.9.2 齿轮键的选择…………………………………………………………………19
3.10 螺钉的选择……………………………………………………………………19
3.11 检测元器件选型………………………………………………………………19
4 冲床自动控制系统功能软件实现…………………………………………………20
4.1 冲床自动控制系统的流程………………………………………………………20
4.1.1 伺服系统控制流程……………………………………………………………21
4.1.2 冲头切片控制流程……………………………………………………………22
4.2 PLC的I/O地址分配………………………………………………………………23
4.3 PLC的型号的选择………………………………………………………………23
5 结论…………………………………………………………………………………23
参考文献………………………………………………………………………………24
致谢……………………………………………………………………………………25
关键词：自动冲床；冲压；PLC控制；自动送料；夹送辊
Abstract : This article was the design of automatic feeding mechanism of punching machine Siemens based on PLC control, countering to the application of punching sheet automatic feeding mechanism in the process of machining process. I designed feeding mechanism part determines the structure of control system hardware using Siemens S7-200 programmable controller as the the core controller punch automatic feeding system from system requirements and the hardware of the control system requirements. Allowing the system to achieve the small size, flexible control, fault detection, and improves the production efficiency.
Keywords: automatic punching machine; PLC control; automatic feeding; pinch roll
目 录
摘要……………………………………………………………………………………1
关键词…………………………………………………………………………………1
1前言……………………………………………………………………………………2
1.1 冲压在机械制造中的地位及特点……………………………………………2
1.2 现代冲压加工发展趋势………………………………………………………3
1.3 数控送料机在冲床系统中的应用概述…………………………………………3
1.4 我国冲床行业市场发展趋势……………………………………………………3
1.5 我国冲床与国际水平的差距……………………………………………………4
1.6 本文的主要研究内容……………………………………………………………5
2 冲床自动送料机构方案设计………………………………………………………5
2.1 冲床自动送料机构系统功能概述………………………………………………5
2.2 初步确定冲床自动送料机构的方案……………………………………………5
2.3 初步确定冲床自动送料机构的工作流程………………………………………6
3 冲床送料机构的设计计算…………………………………………………………6
3.1 送料机构的分析说明……………………………………………………………6
3.1.1 送料流水线说明………………………………………………………………6
3.1.2 送料机的受力分析……………………………………………………………7
3.2 压辊尺寸的设计计算……………………………………………………………7
3.2.1 压辊的尺寸选择………………………………………………………………7
3.2.2 压辊的受力分析………………………………………………………………8
3.2.3 压辊压力的校核………………………………………………………………9
3.3 弹簧尺寸的设计计算……………………………………………………………9
3.3.1 弹簧的受力分析………………………………………………………………9
3.3.2 弹簧的尺寸设计………………………………………………………………9
3.4 伺服电机的设计计算……………………………………………………………10
3.4.1 皮带的功率分析………………………………………………………………10
3.4.2 伺服电机的选择……………………………………………………………11
3.5 轴尺寸的设计计算………………………………………………………………12
3.5.1 估算轴的直径…………………………………………………………………12
3.5.2 轴的受力分析…………………………………………………………………13
3.5.3 绘制力与力矩图………………………………………………………………13
3.5.4 按弯扭合成校核轴的强度……………………………………………………14
3.6 皮带尺寸的设计计算……………………………………………………………15
3.6.1 确定设计功率…………………………………………………………………15
3.6.2 选择带的型号…………………………………………………………………15
3.6.3 验算带的速度…………………………………………………………………15
3.6.5 计算小带轮的包角……………………………………………………………15
3.6.4 确定带的中心距和基准长度…………………………………………………16
3.6.6 确定初拉力……………………………………………………………………16
3.6.7 作用在轴上的压力……………………………………………………………16
3.6.8 确定带轮的结构………………………………………………………………16
3.7 齿轮的设计计算…………………………………………………………………16
3.7.1 齿轮受力分析…………………………………………………………………16
3.7.2 选择齿轮材料及精度等级……………………………………………………16
3.7.3 按齿面接触疲劳强度设计……………………………………………………16
3.7.4 校核齿根弯曲疲劳强度……………………………………………………17
3.7.5 齿轮其他数据说明……………………………………………………………17
3.8 滚动轴承的设计计算……………………………………………………………17
3.8.1 初选轴承类型与尺寸…………………………………………………………17
3.8.2 轴承受力分析…………………………………………………………………18
3.8.3 计算当量动载荷………………………………………………………………18
3.8.4 验算轴承的寿命………………………………………………………………18
3.9 键的设计计算……………………………………………………………………18
3.9.1 皮带轮键的选择………………………………………………………………18
3.9.2 齿轮键的选择…………………………………………………………………19
3.10 螺钉的选择……………………………………………………………………19
3.11 检测元器件选型………………………………………………………………19
4 冲床自动控制系统功能软件实现…………………………………………………20
4.1 冲床自动控制系统的流程………………………………………………………20
4.1.1 伺服系统控制流程……………………………………………………………21
4.1.2 冲头切片控制流程……………………………………………………………22
4.2 PLC的I/O地址分配………………………………………………………………23
4.3 PLC的型号的选择………………………………………………………………23
5 结论…………………………………………………………………………………23
参考文献………………………………………………………………………………24
致谢……………………………………………………………………………………25
