纵剪生产线的速度匹配教学文案.doc

精品文档纵剪生产线的速度匹配控制设计前言近年来，随着我国制造业的发展，金属板材的用量日益增长，对板材的规格种类要求也越来越多板材加工纵剪线技术已日趋成熟加工速度也越来越高这样，各主机之间的运行速度师傅匹配成了生产能否顺利进行的重要因素下面以 1.0*1700 规格纵剪线为例分析生产过程中的速度匹配1.课题背景1.1 研究的背景和意义随着我国工业技术的蓬勃发展，对金属板料的剪切生产有了越来越高的要求，生产过程控制系统的高度自动化要求、产品的质量精度要求都越来越高各种先进技术以综合应用方式谋求生产过程实现智能化、高自动化、高效能化，这也反映了生产的高科技水平和发展方向随着社会生产力的发展，工业技术的进步，生产制造业的发展呈现出三种明显的趋势首先，自动化水平越来越高生产设备从手工到机械，直到自动化生产率大大提高，生产节奏加快其次，柔性化水平也越来越高随着市场竞争的需要，多品种、小批量产品生产日益增多 . 在欧美和日本的制造业中，中小批量生产的产品在数量上约占 85%再次，生产规模不断扩大，专业分工越来越细而目前我国的大部分自动剪切生产线虽然实现了自动化，但仍有部分生产线工艺落后，经常发生一些故障，灵活性差，不利于产品多样化的需求，生产效率和精度不高，且维修困难、设备老化，已经严重影响了经济效益和生产效益，而国外的剪切控制系统价格昂贵，为了在激烈的市场竞争中占据有利地位获得较好的竞争力一 _、了忿先碑七二， . 和经济效益，研制出具有更高自动化程度的剪切生产线对于提高我国自动化水平，改变生产的落后局面具有重要的那实章义，同时提高金属冷轧卷材剪切的精度和效率，也可以提高生产能力，扩大生产规模，降低工人劳动强度，提高产品质量，适应产品在国内外市场竞争的需要「‘’。

本课题的目的就在于设计一套具有较高自动化水平的纵横剪自动生产线控制系统，使其能够更好的满足板料加工的需求，提高生产效率，降低成本，增强企业的国际竞争力1.2 国内外研究现状自动剪切生产线是对金属卷料进行开卷、校平、定尺、剪切 ( 包括横剪、纵剪 ) 的组合加工设备，广泛应用于家电、汽车、集装箱、食品包装、石油化工、造船、装饰材料等金属板材加工行业特别是近年来，汽车、家电等行业的飞速发展，需要大量的薄板材料，而这些材料大都是卷材，溶就对自动生产线产生了很大的需求早期的开卷剪切设备多用单台的普通剪板机，劳动强度大、精品文档精品文档定位误差大，会带来材料的浪费开卷自动剪切生产线的主要优点是具有高的生产效率、高的材料利用率、高的自动化程度以及好的产品质量等在产品的生产中，实现生产自动化对于提高生产率和保证操作安全具有重要意必青岛大学硕士学位论文义，同时对于企业的发展也有很重要的作用通过调研发现，目前流行以下自动剪切生产线 :S 一 T44 系列生产线 : 主要由开卷机、校平机、中间输送架、剪板机、落料台等几大部分组成它能有效地控制卷的跑偏，定长尺寸准确，生产效率高，料头送入校平机后，能自动地完成金属卷板的开卷、校平、剪切、落料的全过程。

Bs 一 T44 一 4x1800 系列自动型生产线 : 该系列生产线由开卷机、校平机、中间输送架、剪板机、机动送料架、落料台等部分组成它能有效地控制板料的跑偏，定长尺寸准确，料头进入校平后，能自动地完成金属卷板的开卷、校平、剪切、落料的全过程除此之外，还可根据用户的要求改变校平和送料的速度 I2] 国内自动剪切生产线厂家较多，有济南二机床集团有限公司、沈阳机床集团、广西机床厂等国外比较典型的自动生产线是 151 的 Pathfinder 系列和 ABB的 DoPPING系列，基于 6 轴的 ROBoT 的柔性自动化系统开始进入市场伴随着电子技术的发展，联机连线、联网等技术都得到了充分的应用，包括远程诊断、分布式控制技术、总线技术以及计算机控制技术都在自动生产线上得到了一定的应用自动送料机构是剪切加工生产实现自动化的基本机构，它的自动化程度及送料精度的高低，直接影响着板料的生产效率以及整体的自动化水平自动剪切生产线的关键装置是自动送料机构，它决定了成品生产的速度和精度早期的送料装置多采用油缸一齿条一离合器一滚筒送料方式，由于其存在着离合器打滑、油缸冲击力无法受控，送料精度偏差较大，这也是液压系统和机械传动系统无法解决的固有原因。

目前剪切生产线的配置中应用较为广泛的是加装辊轮的送料机 ( 或气动送料机 ) ，这种生产线的操作性良好 ; 另一种是加装多工位送料装置，搭配开卷装置、校平装置等组成的生产线，由于加工的金属卷材的搬运明显减少，在生产中的应用呈现逐渐增多的趋势随着电子技术的飞速发展，计算机控制技术以及现代控制理论的应用，交流伺服驱动技术飞速发展，伺服电机的成本又有了大幅度的下降目前，国外品牌的交流伺服系统在中国占有较大的市场份额，主要品牌有日本的欧姆龙、三菱、松下、富士等 ; 美国的罗克韦尔、达那赫、帕克等 ; 德国的西门子、法国的施奈德等其中，日本品牌以良好的性价比和较高的可靠性占据了较大的市场份额，而欧美品牌在高端设备和生产线上较有竞争力，其市场策略是高性能、高价格，以全套生产线的自动化为解决方案，最近这些高端品牌也不断寻找本地合作伙伴力图打入中低端市场台湾的交流伺服系统的技术水平和价格水平都居于进口中端产品和国产品牌之间，在竞争中主要突出性价比优势，主要品牌有台达等，中国国内的品牌主要有和利时电机、华中数控等厂家，其中和利时电机面向整个自动化产业机械市场提供步进、无刷、伺服等系列产品，在技术上和品牌上有一定优势，华中数控主要集中第一章绪论在数控机床行业，伴随靛九举颧控施的嵌展，其出货量也保持了快速增长，有较强的实力，国产品牌在技术路线上与日系产品接近，在市场上有一定的竞争力。

流伺服自动送料装置的动力来自交流伺服电动机，具有柔性化、智能化的特点，工作性能和工艺适应性很强在我国，较先进的自动送料装置是三合一伺服系统送料机，该送料机中所用的是日本松下公司的交流伺服系统和三菱公司的 PLC 及可编程终端，它可任意设定送料长度，操作方便，安全及稳定性较好目前国外对自动剪切生产线的送料系统普遍是由永磁同步伺服电动机、高精品文档精品文档精度减速机、送料辊等构成，减少了误差，确保送料精度的稳定，控制灵活，操作方便1.3 研究的内容本文研制了一套具有较高自动化水平的纵横剪自动生产线控制系统，主要完成以下内容 :(l) 生产线的总体分析介绍生产线的总体结构，对生产线中的开卷校平机构(2) 控制系统的设计介绍了控赳手领的组成和控制要求，对控制面板及操作手柄进行详细说明设计了校王扒的调速系续 : 介争变频器的调速原理及应用，设置变频器的丰要参数，控制电机的转溥，进行变频调搏设计了送料控制系统，在送料机构中为提高送料精度，使用了具有较高控制精度的交流伺服系统，对交流伺服送料系统进行重点分析，通过伺服专用软件进行伺服参数的设置，使其满足控制要求3) 控制系统的软件设计及系统测试根据控制方案并结合 PLC和触摸屏的特点，进行 PLC 和触摸屏的选型，按照控制要求设计 PLC 和触摸屏的程序，对PLC控制变频器、 PLC控制伺服、 PLC控制横剪机以及长度的数据转换等程序进行了介绍，进行了 PLC与触摸屏的通信设置及系统的调试和运行等。

2.纵横剪自动生产线2.1 总体结构纵剪线由上料小车，单臂开卷机，辅助支撑，纠偏，纵剪机，张紧机，出料小车等组成其中在开卷机和纵剪机中间以及纵剪机和张紧机中间各有一个储料池，石板材的缓存区，还可防止前后电机不同步时拉伤板料开卷机、纵剪机、收卷机均均采用直流电机驱动，哥电机尾部都带有模拟测速机检测速度精品文档精品文档为了更精确的控制整线速度的匹配，自动运行时，我们采用编码器测速该生产线能够精确控制板材加工尺寸，可将使整卷金属板材自动完成校平、剪切、堆垛等生产过程整条生产线主要有上料小车、开卷机、校平机、摆桥、定尺送进机、纵剪机、废边卷取机、横剪机、输送带、排料架、堆垛台等，如图 2.1 所示它们由集中控制的液压系统和电气系统完成各自的动作a. 上料小车 b. 引料压头 c. 开卷支撑 d. 开卷机 e. 托料板 f 直头压辊 g. 校平机 h. 摆桥 1. 定尺送进机 j. 纵剪机 k 废边卷取机 L 横剪机 m.输送带 n. 垛料装置(l) 上料小车由底盘及托料架组成，底盘的四个行走车轮在两条铁轨上，由电机控制其行走，料架由油缸推动升降2) 开卷机负责打开卷料，向校平机输送板料开卷机卷筒由电机带动可以正反转，可主动放料也可以收回板料，在装料租塑料过程中，开卷轴的轴面可以通过电磁阀控制其收缩和膨胀。

开眷机上方有个引料压头，以便压住板料，防止板料向上翘起3) 校平机主要户一对牵引辊和十五烬校平褥组成辊和托料板，直头压辊从上方压住从开卷机过齐的板料，在校平机前面有个直头压防止料头散开且便于进料，托料板从下面托住板料·牵弓 ! 担由油红摔制其抬鹉或落下，便于将板头牵入校平机校平辊为上七下八布置，负责将板料校平，确保校平质量，其转速由变频调速装置进行调节4) 鳄桥可以抬起或落王，其主要作用是通过使从校平机过来的板料平稳地进入定尺送料辊内当板料快送宾时，升起摆桥，可以傅料尾平稳地通过地坑地坑中装有两对光曳开关，咚保证下垂在地坑中的握料有足够卯长度储量摆桥表面覆胶木板，保护板料表面不被划伤5) 定尺送料机由纠偏装置和送料辊组成纠偏装置在板宽两侧设有三组纠偏辊子，纠偏辊支撑在可移动滑座上，当板宽变化时，转动手轮经丝杠带动滑座进退，让纠偏辊靠在板边，导正进料方向，防止板料在剪切过程中左右偏摆，影响剪切精度送料辊的主要功能是向横剪机定尺送料6) 纵剪机刀轴安装在活动支座及固定支座上，刀轴上装有带刀座的刀盘，刀盘可以在刀轴上自由移动，其轴向位置由螺钉固定，活动支座及固定支座内分别嵌有座套，刀轴装在座套上，由扳手经丝杆螺母带动其转动以改变两刀轴间的距离。

刀轴为主动旋转，刀轴运行平稳，精度高纵剪机的两侧下方各配有一台废边卷取机，用来卷取被纵剪机剪下的板材两边的废料，由电机控制其转动和收取，手动涨缩方便卸料7) 横剪机用来对板料进行横向剪切，刀具由上向下剪切板料在横剪机上装有行程开关，以控制其上行和下行的位置8) 输送带由电机带动皮带将剪切下的板料输送到落料架上，它由电机带动皮带转动精品文档精品文档(9) 垛料装置由翻转落料架、排料架、升降料台和出料轨道组成翻转落料架包括侧挡料架、可移动后挡板、托料翻转支撑架等部分侧挡料架可根据被剪板料的宽度进行调整，后档料架可根据被剪板料的长度进行调整，托料架由气缸推动开始堆垛时，堆垛轨道升至最高接料位置，调整好挡料板，随着堆垛板料高度的增加，光电开关，向 PLC 发送信号，使支撑台下降至下死点，待板料达到一定的高度时，全线运行停止启动出料轨道电机，将堆垛好的板料送出堆垛工作台可以堆垛的板重。