带钢横剪机自动控制系统设计

发布时间：2020-10-27 11:24

　　 随着我国产业分工全球化的不断深化,迫于激烈的市场竞争压力以及人工成本的不断攀升,苏北的中小型农机加工企业迫切希望通过对现有带钢剪切机进行自动化改造,以减少企业用工成本、提高产品质量和剪切线安全性能,最终达到提高企业效益的目的。针对江苏金秆农业有限公司的带钢剪切机存在单机多人手工操作、工人劳动强度大、生产效率低下、用工成本大、安全隐患多、很难保证板料的加工质量等不足进行自动化改造,设计了基于PLC的带钢横剪切机自动控制系统。该系统以通用冲床为基础采用伺服电机控制前后辊道速度同步,从而控制剪切的精度,主要在生产线中添加带钢宽度限位、辊道驱动与传动、分料装置、光电传感器检测带钢位置的测量检测、PLC控制机构等模块来实现剪切机的自动化。该系统适用于小微企业,投入少又能满足生产需要。本文介绍了这条以冲床为基础的带状板料横剪切自动控制系统的设计过程。自动控制方案选用了精度高、成本低、体积小、控制方便的伺服驱动系统。在系统结构方面,通过分析链传动、带传动和齿轮传动这三种机械传动方式的特点、现场的实际条件以及厂方投入少效益高的需要确定了辊道输送的机械传动方案。在横剪切机自动控制系统设计中,根据控制性能要求,采用了S7-200系列PLC作为控制器;驱动系统设计采用闭环伺服系统,以台达的伺服驱动器和伺服电机来实现速度的控制;板料剪切长度的精度是定尺剪切的关键参数,为了更好满足定尺精度,进行了模糊PID控制仿真分析;并进行了系统软件的设计、调试。板带钢自动定尺横剪自控系统经过现场安装调试及工业试验,PLC伺服驱动系统,实现了两台电动机同步转速控制、板带钢切头控制、板带钢定尺自动控制、板带钢自动定位控制及成品与废料的分类控制。
【学位单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TP273;S220.3
【部分图文】：

伺服系统带着负载运行，其运行环境复杂，想要保证伺服系统的速度稳定，位置精确难度是相当大的，伴随科技发展人们从生产实践中总结经验得出了较好的控制方式即三环控制结构如图2.5所示。这三环即电流内环、速度中环、位置外环。

辊道长 6.5m、后辊道长 2m。结合实际情况，前、后辊道均采用接力式动力辊道，前、后辊道均有 3 个动力滚筒，考虑到前电机和后电机的安装位置不同，后辊道的安装空间和位置可以直接采用伺服电机行星减速器行星减速器伺服电机图 2.7 后辊道传动简图 图 2.8 前辊道传动简图Fig2.7 After the roller drive diagram Fig2.8 Before the roller transmission diagram

辊道长 6.5m、后辊道长 2m。结合实际情况，前、后辊道均采用接力式动力辊道，前、后辊道均有 3 个动力滚筒，考虑到前电机和后电机的安装位置不同，后辊道的安装空间和位置可以直接采用伺服电机行星减速器行星减速器伺服电机图 2.7 后辊道传动简图 图 2.8 前辊道传动简图Fig2.7 After the roller drive diagram Fig2.8 Before the roller transmission diagram
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本文编号：2858458