基于西门子PLC的自动冲床控制系统的设计.docx

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摘 要

本篇文章内容是基于西门子PLC的自动冲床控制系统的设计，针对冲床薄片自动控制系统在工艺系统中的应用，从工艺要求、控制方案拟定控制系统硬件设计和控制系统的软件设计进行了研究。

首选通过对冲床系统的分析，确定了总体的设计方案；再根据冲床的特点和所需的功能，确定了系统的硬件构成——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；采用西门子 V80伺服驱动器作为执行元件，其位置控制精度远远地高于人工送料，使其整个系统的安全性大幅度提高；采用了西门子的人机界面，使系统更加人性化、便捷化。

关键词：

自动冲床PLC自动送料冲压

II

Abstract

ThisarticleisbasedonSiemensPLCpunchingmachineautomaticcontrolsystemdesign,accordingtopunchsheetautomaticcontrolsystemintheprocessofapplication,fromthetechnicalrequirements,controlprogrammingcontrolsystemhardwaredesignandsoftwaredesignofcontrolsystemof.

Thepreferredtopunchthroughsystemanalysis,determinetheoveralldesignplan;thenaccordingtopunchcharacteristicsandthedesiredfunction,thesystemhardwarecomposition--adoptsSiemens

S7-200programmablecontrollerasthecorecontrollerpunchsystem,make

thesystemachievessmallvolume,flexiblecontrol,faultdetection,

andimprovestheproductionefficiency;adoptsSiemensV80servodriveastheexecutiveelement,thepositioncontrolprecisionismuchhigherthanthatofartificialfeeding,thesecurityofthewholesystemisgreatlyimproved;theSiemensman-machineinterface,makingthesystemmoreuser-friendly,convenient.

Keywords：

automaticpunchingmachine;PLC;automaticfeeding;stamping

目录

IV

第一章绪论 1

1.1引言 1

1.1.1冲压在机械制造中的地位及特点 1

1.1.2现代冲压加工发展趋势 2

1.2可编程控制器在冲床系统中的应用概述 2

1.3我国冲床行业市场发展趋势 3

1.4我国冲床与国际水平的差距 4

1.5本文的主要研究内容 5

第二章冲床自动控制系统方案设计 6

2.1冲床自动控制系统功能概述 6

2.2初步确定冲床自动控制系统的架构 6

第三章冲床自动控制系统功能分析 8

3.1冲床自动控制系统各部分功能分析 8

3.1.1PLC功能分析 8

3.1.2伺服模块功能分析 8

3.1.3人机界面功能分析 8

3.2系统总体功能分析 9

第四章冲床自动控制系统功能硬件实现................................................. 10

4.1控制器PLC的选型..................................................................... 10

4.1.1PLC的选型原则................................................................ 10

4.1.2本系统中可编程序控制器的选取及其特点 11

4.2伺服选型..................................................................................... 13

4.2.1伺服电机的选型............................................................... 13

4.2.2伺服驱动器的选型............................................................ 14

4.3冲头切片气缸选型...................................................................... 15

4.3.1气液增压机的特点............................................................ 16

4.3.2气液增压机的功能............................................................ 16

4.4检测元器件选型.......................................................................... 17

4.5人机界面选型.............................................................................. 19

第五章冲床自动控制系统功能软件实现................................................. 21

5.1冲床自动控制系统的流程........................................................... 21

5.1.1伺服系统控制流程............................................................ 22

5.1.2冲头切片控制流程............................................................ 23

5.2PLC的I/O地址分配.................................................................... 25

5.3PLC控制系统程序....................................................................... 26

5.3.1初始化程序....................................................................... 26

5.3.2数据运算程序................................................................... 28

5.3.3伺服系统控制程序............................................................. 32

5.5人机界面的编制.......................................................................... 33

第六章总结和展望.................................................................................. 36

6.1论文工作总结............................................................................... 36

6.2发展与展望.................................................................................. 37

参考文献................................................................................................... 38

致谢........................................................................................................... 39

附录一PLC程序...................................................................................... 40

附录二电气原理图.................................................................................. 49

南京工程学院毕业设计说明书（论文）

第一章绪论

1.1引言

冲压是金属塑性成形加工的基本方法之一，它主要用于加工板料零件，所以也称为板料成形。

冲压既能够制造尺寸很小的仪表零件，又能够制造诸如汽车大梁、压力容器封头一类的大型零件；既能够制造一般尺寸公差等级和形状的零件，又能够制造精密（公差在微米级）和复杂形状的零件。

冲压具有生产率高、加工成本低、材料利用率高、操作简单、便于实现机械化与自动化等一系列优点，因此在汽车、机械、家用电器、电机、仪表、航空航天、兵器等生产和发展具有十分重要的意义。

1.1.1冲压在机械制造中的地位及特点

冲压既能够制造尺寸很小的仪表零件，又能够制造诸如汽车大梁、压力容器封头一类的大型零件；既能够制造一般尺寸公差等级和形状的零件，又能够制造精密（公差在微米级）和复杂形状的零件。

占全世界钢产60%～70%以上的板材、管材及其他型材，其中大部分经过冲压制成成品。

冲压在汽车、机械、家用电器、电机、仪表、航空航天、兵器等制造中，具有十分重要的地位。

冲压件重量轻、厚度薄、刚度好。

它的尺寸公差是由模具保证的，所以质

量稳定，一般不需再经机械切削即可使用。

冷冲压件的金属组织与力学性能优于原始坯料，表面光滑美观。

冷冲压件的公差等级和表面状态优于热冲压件。

大批量的中、小型零件冲压生产一般是采用复合模或多工位的连续模。

以现代高速多工位压力机为中心，配置带料开卷、矫正、成品收集、输送以及模具库和快速换模装置，并利用计算机程序控制，可组成生产率极高的全自动冲压生产线。

采用新型模具材料和各种表面处理技术，改进模具结构，可得到高精度