钢管旋切机设计控制部分毕业论文.doc

摘摘 要要 本设计通过对薄壁钢管的工艺性分析和无削切削工艺方案的分析 确定采 用理论与实际相结合的方式并利用现有的条件来设计旋切机 在此基础上对钢 管旋切机电气控制系统进行设计 从而得出整体结构方案 通过主要技术指标 对钢管和选择 最终确定其装配总图 通过此次设计 掌握了机床电控的相关 知识以及 plc 自动控制的知识 对于 ProE3 0 AutoCAD 等软件的应用方面有了 进一步的提高 旋切机的电控部分进行选择和安装 然后对钢管旋切机的其它 主要零件进行设计 关键词 关键词 电气控制 薄壁钢管 无屑切削 自动切割 旋切机 plc Abstract The design of thin walled tube through analysis of technology and no cutting process analysis and determination by combining theory with practice and use the existing conditions of the way to design the cutting machine on the basis of steel lathe cutting electrical control system design and the whole structure scheme Through the main technical indexes of steel tube and selection determine the general assembly Through the design master knowledge of electric machine and PLC automatic control of knowledge for ProE3 0 AutoCAD software applications have further improved Part of the electronic spin machine and then choose to install and steel lathe cutting machine of the other major parts design Keywords electrical control tubes without crumbs cutting automatic lathe cutting machine cutting PLC 目目 录录 1 绪论 1 2 设计要求 1 3 主要技术指标 1 4 现有钢管旋切机的原理 特点及优缺点 1 4 1 国内外研究现状 2 4 2 现有钢管旋切机的工作原理 2 4 3 特点及优缺点 2 5 钢管旋切机改进方案 2 6 切割工艺分析 2 6 1 工艺特点 2 6 2 钢管轧切过程 3 6 3 钢管轧切时的变形分析 5 6 4 各参数对轧切工艺的影响 6 6 4 1 压下量的影响 6 6 4 2 轧切速度的影响 6 6 5 刀具参数的影响 6 6 6 结论 7 7 旋切机的自动控制 7 7 1 贮料与上料部分 7 7 2 装料与进料部分 7 7 3 轧切部分 8 8 电控系统 8 8 1 系统构成 8 8 2 程序设计思想 9 8 3 割刀运动控制 9 8 4 卸料运动控制 10 8 5 钢管旋切机传感器及行程开关的选择 10 8 6 电气控制系统电器的选择 11 8 7 旋切机自动控制 PLC 系统原理 12 8 8 故障保护 15 致谢 15 参考文献 16 1 绪论绪论 目前我国机械工业钢管使用量已达到数千吨以上 钢管的切割量非常大 但就目前钢管旋切技术过于陈旧落后 自动化程度不高 加工精度低 噪声 环境污染严重 随着国内 plc 和变频技术的不断发展 为钢管旋切机的改进提 供了技术支持 此设计通过 plc 技术和传感技术对钢管的从上料到切断完全实 现了机电一体化和自动控制 不尽节省了人的体力劳动 而且提高了生产率 节约了钢材的浪费 在设计的过程中 能培养我综合运用所学知识 分析和解决实际中所遇到的 问题 并且能巩固和深化我所学的专业知识 使我在调查研究和收集资料等方面 有了显著的提高 对所学过的一些东西又有了许多新的认识 同时在理解分析能 力 制定设计或试验方案能力 设计计算和绘图能力方面有较大的进步 另外我 的技术分析和组织工作的能力也有了一定程度的提高 希望在此次毕业设计中 能充分发挥出我们的创新能力和团队精神 树立良好的学术思想和工作作风 牢 牢把握住这次在走上岗位之前的实践机会 充分提高自己的实际动手能力 增强 自己的工作能力 2 设计要求设计要求 钢管旋切机的具体设计要求为 1 对现有钢管旋切机的原理 特点及优缺点进行分析 拟定改进方案 2 进行钢管旋切机的工作原理设计 3 对钢管旋切机的结构进行设计 4 对钢管旋切机的控制系统进行设计 5 利用 Pro ENGINEER 软件设计出钢材旋切机各主要涉及部件的形状及 钢管旋切机的总体形状 3 主要技术指标主要技术指标 1 切管直径 50 80mm 2 割管壁厚 1 5 5mm 3 割管长度 20 1000mm 4 钢管长度 6m 5 轧切精度 0 15mm 5 液压工作压力 7 85MPa 7 压缩空气压力 0 49MPa 4 现有钢管旋切机的原理 特点及优缺点现有钢管旋切机的原理 特点及优缺点 旋切机的发展状况国内和国外有很大差别 主要原因是自动控制技术和传感 技术以及 plc 和变频技术的落后 4 1 国内外研究现状国内外研究现状 国外旋切技术已经相当成熟 无论从机械部分还是自动控制部分 随着传感 技术和变频技术的不断发展 机电一体化技术日趋完善 国内旋切技术也一定的 提高 但和外国相比还有很大差距 4 2 现有钢管旋切机的工作原理现有钢管旋切机的工作原理 主运动 一台主电机加一组减速机构和一组切割片 主电机通过减速装置进 而带动切割片旋转 进给运动 主电机装在一机架上 通过移动机架 使切割片对固定的壁钢管 进行切割 4 3 特点及优缺点特点及优缺点 优点 工作原理简单 工作可靠 使用维护方便 便于携带运输 价格便宜 适用于加工精度不高的场合 缺点 加工精度不高 对环境污染严重 生产效率低 浪费资源 不宜与实 现自动化 劳动强度大 5 钢管旋切机改进方案钢管旋切机改进方案 根据现在旋切机加工精度不高 对环境污染严重 生产效率低 浪费资源 不宜与实现自动化 劳动强度大的缺点 做如下改进 采用无屑轧切工艺 生产 效率高管材利用好 可对不同直径 壁厚和长度的钢管作定长切断 钢管自动上 料 自动切断 是一种典型的机电一体化产品 有可编程控制器对液压缸 电机 电磁阀 传感器等系统进行控制 从上料 装料 定位 进料到轧切 整个加工 过程完全实现了自动化 该设备还装有累加计数和预置计数装置 分别对切断的 工件进行累计和设定计数 便于统计产量和计数更换刀具 6 切割工艺分析切割工艺分析 此钢管切割机是利用金属材料的塑性 对钢管进行塑性切断 以此来满足下 道加工工序要求的 符合规定形状和尺寸的坯件 6 1 工艺特点工艺特点 此设备是利用管料塑性轧制切断 简称塑性轧切工艺它具有如下特点 1 效率高 轧切速度为 1 2mm s 与普通车削工艺相比 可提高功效 10 倍以上 2 材料利用率高 因为无屑切削 切断过程中不产生切屑 管材可得 到充分利用 同有屑切断工艺相比 材料利用率可提高 13 左右 割管长度越短 效果越为明显 3 精度高 采用专门的机械定位装置 切割长度偏差不超过士 0 15mm 表面粗糙度Ra可达1 6 m 4 断口直接成形 凡对断口形状有一定要求的工件 利用刀具刀刃形状 就可一次直接成形 5 刀具形状简单 与斜轧或楔横轧所用的轧辊相比 本工艺所用刀具形 状简单 因而易于制造 成本低廉 且安装 调整方便 在轧切工艺中 各工艺参数 刀具形状参数及轧切温度等因素对轧切过程与 轧切质量均有较大的影响 6 2 钢管轧切过程钢管轧切过程 6 2 1 切割阶段分析切割阶段分析 如图1 所示 被轧切的管子2置于一对托轮3上 首先刀具1先旋转 随后液 压缸带动连杆迫使刀具向下运动进行切割 整个切割过程可分为三个阶段 1 切入阶段 旋转的刀具开始切入静止的管子 并通过摩擦力带动管子 转动 2 轧切阶段 刀具在带动管子转动的同时 继续向下运动轧切工件 此 时管子材料因屈服而产生塑性变形 刀具刃口下部的管材沿径向 轴向和切向三 个方向产生流动 使管壁厚度逐渐减小 3 切断阶段 在刀具持续轧切下 管壁越来越薄 直到管子被切断为止 图 1 管子扎切示意 1 刀具 2 工件 3 托盘 6 2 2 管子的旋转条件管子的旋转条件 为使旋转的刀具压住管子后能带动它转动 某些工艺参数和刀具参数必须满 足一定条件 称之为旋转条件 轧切初期 沿刀刃和管子之间的接触圆弧A B 工件受到刀刃所加的压力 该 压力是一种分布载荷 同时工 件还与刀刃处于转动接触状态 而受到摩擦力的作用 如图2 所示 为简化分析起见 作如 下两点假设 1 刀刃作用于工件的分布压力 和刀刃与工件间的摩擦力均看 作为集中力 它们均作用于接 触弧的中点C 刀刃对工件的压 力以P 表示 其方向为沿刀具法 向 摩擦力以T 表示 方向沿 刀具的切向 顺转向为正 图2 中 a T 力离工件中心的垂直 距离 b P 力离工件中心的垂直距离 接触弧A B 所对应的刀具圆 心角 r0 工件入口处的半径 r 工件出口处的半径 R 刀具半径 Z 压下量 2 工件在转动过程中所受的其他阻力忽略不计 由图2 可知 作用于管子的力P 与T 分别产生轧制力矩Mp和摩擦力矩Mt 为满 足旋转条件 Mp必须大于或等于Mt 即 Mt Mp 或T a P b 6 1 因T P 得到b a 其中 为摩擦系数 由图2分析可得cos 2 a R R r 推出a r cos 2 Rcos 2 1 cos 2 1 于是可得a r R 1 cos 2 1 cos 2 6 2 将b R r sin 2 及a r R 1 cos 2 1 cos 2 6 3 代入上式 且当 0 时 cos 2 1 可得 1 R r tg 2 经变换 上式可简化为 2 图 2 轧切力分析 1 d D Z d 或Z d 1 d D 6 4 2 2 由上式可见 值越大 旋转条件越容易满足 这是很显然的 当摩擦系数 管子与刀具直径之比d D 一定时 存在有一个相应的满足旋转条件的极限相 对压下量Z d 当管子与刀具直径之比d D较大时 相对压下量必须取较小的值 而d D 较小时 则允许的相对压下量就比较大 当刀具直径D 300mm 管子直径d 70mm 根据设备的实际工况取摩擦系数 0 1时 可算出极限压下量Zmax 0 6mm 而设备工作时的实际压下量仅0 1 0 2mm 故旋转条件能充分得到满足 6 3 钢管轧切时的变形分析钢管轧切时的变形分析 轧切时 随着楔形刀刃的轧入 钢管在径向压力的作用下 产生剧烈而复 杂的变形 这种变形 是由刀刃刃口及两侧作用于钢管所引起的 刃口作用于钢 管主要产生径向压缩 切向扩展及轴向延伸等变形 其中径向压缩包括钢管的径 向压缩和材料本身的径向压缩 前者指材料向钢管内部流动产生的减径作用后者 则是轧切的主要变形 唯此钢管才得以被塑性切断 刀刃轧入工件后 部分材料 沿切向流动 使工件呈椭圆状 刀刃下部的材料还会沿轴向延伸而变形 这时在 连皮材料内部将产生拉应力 成为延伸变形的阻力 刀刃侧面作用于钢管 使材 料产生径向压缩 切向扩展 轴向压缩和外径扩展等变形 其中径向压缩和切向 扩展同刀刃刃口作用时所产生的变形情况相似 轴向压缩使刃口下部的连皮材料 产生拉应力 外径扩展是指切口斜面受压后 材料向管子外径方向流动 致使工 件沿切口外径边缘处略微鼓起并呈椭圆状 以上凡由切向扩展和外径扩展所引起 的椭圆变形 在整个轧切过程中沿整个圆周不断重复交替出现 随着轧切深度的 增加将逐渐减弱 甚至接近消失 因外径扩展产生的凸起状 将在托轮的对滚碾 压作用下渐趋敷平 轧切时 管子在刀具刃口及两侧的作用下 产生剧烈而复杂的变形 刃口作 用于管子 主要产生径向压缩 切向扩展及轴向延伸 径向压缩包括管子的径向 压缩和材料本身的径向压缩 前者指材料向管子内部流动产生的减径作用 后者 则是轧切的主要变形 唯此管子才得以被塑性切断 刀刃轧入工件后 部分材料 沿切向移动产生切向扩展 并使工件呈椭圆状 同时刀刃下部的材料还会向轴向 压缩 这时管壁尚相连部分材料内部将产生拉应力 成为延伸变形的阻力 刀刃两侧作用于管子 使管子材料产生径向压缩 切向扩展 轴向压缩和外 径扩展等变形 其中 径向压缩和切向扩展同刃口作用时情况相似 轴向压缩使 刃口下部尚相连部分材料产生拉应力 外径扩展是指材料向管子外径方向流动 致使切口外径边缘处略显鼓起并呈椭圆状 由切向扩展和外径扩展共同引起的椭 圆变形 在整个轧切阶段中 沿整个圆周不断地重复交替出现 随着轧切深度的 增加 这种变形逐渐减小 甚至近乎消失 至于外径扩展产生的突起状 将在托 轮的对滚碾压作用下趋于敷平 在轧切初期 变形主要由刃口的作用引起 到轧 切后期 刀刃两侧造成的轴向压缩变形所产生的轴向拉应力起主要作用 当拉应 力超过材料的拉伸强度时 管子就被切断 根据以上的工艺分析 在设计过程中 对各有关的工艺参数 刀具形状 参 数 轧切温度以及润滑条件等因素 作了细致 合理的选择 实践表明本设备的 工艺要求能得到充分的满足 6 4 各参数对轧切工艺的影响各参数对轧切工艺的影响 6 4 1 压下量的影响压下量的影响 压下量Z 一方面影响到管子的旋转 另一方面影响到轧切压力 轧切力矩与 轧切效率 压下量Z 越大 轧切效率就越高 但轧切压力与轧切力矩也越大 对机床的 力学要求也就越高 当然压下量的增大受到极限压下量Zmax 的限制 否则将影 响轧切过程的顺利进行 压下量Z 越小 轧切压力与轧切力矩就越小 但轧切效率也就越低 在轧切 初期刀刃开始作用于管子时 刀刃与管子摩擦时间增多 刀刃受到的冲击力增多 在轧切时刀刃两侧与管子的摩擦时间增多 特别在管子不直时 刀刃受到的轴向 冲击力增多 刀具极易崩刃 另外 压下量Z 越大 在轧切时每一瞬时对管子端面的压下量也大 在轧切 结束时管子端面的不平整程度就大 成形质量差 尺寸精度下降 反之成形质量 好 尺寸精度高 故应从整体上选择合适的压下量Z 使刀具具有较长的寿命 对机床的力学要求相对较低 同时具有较高的生产效率 6 4 2 轧切速度的影响轧切速度的影响 轧切速度直接影响轧切效率 速度越低效率越低 反之速度越高效率越高 但轧切速度不可能无限提高 因其受到机床输入功率与机床力学性能的限制 特 别是在被轧切管子的直线度较差时 刀刃受到的不稳定冲击力大增 刀刃极易崩 裂 另外 轧切速度提高将使刀具温升增大 磨损增大 刀具寿命降低 故应在 保证轧切能顺利进行的前提下 尽可能选取大些的轧切速度 同时采取有效措施 降低刀具温升 减小摩擦 6 5 刀具参数的影响刀具参数的影响 1 刀具直径 刀具直径对轧切过程的影响主要在同样刀具转速下 管子转速随刀具直径变 大而变大 此时相对压下量可适当取大些 可提高工作效率 其次 当刀具直径 增大时 其对管子产生的切向扩展将会变小 可减小轧制力矩 2 刀刃角 刀刃角的大小对管子材料的变形有较大影响 当刀刃角较大时 其两侧作用 于管子 使材料产生的径向压缩增大 轴向延伸与外径扩展减小 其对轧切压力 与轧切力矩的影响也较大 刀刃角越大所需轧切压力与轧切力矩也越大 当然 刀刃角的大小决定了切割后工件端面的倒角 也就是说其实际上取决 于工件的形状要求 如果可能的话 将其设计得小些 对减小轧切压力与轧切力 矩是有利的 6 6 结论结论 1 轧切的旋转条件为 2 1 d D Z d 或Z d 2 1 d D 6 5 2 刀具直径D 越大 允许的相对压下量Z d也越大 3 刀刃刃角越大 轧切压力与轧切力矩也就越大 4 应选择合适的刀刃圆角 以提高其强度与使用寿命 7 旋切机的自动控制旋切机的自动控制 该设备的机械部分主要由贮料 上料 装料 送料及轧切等部分组成 下面 对各部分的构成与作用作扼要叙述 7 1 贮料与上料部分贮料与上料部分 这部分主要由贮料架和上料机构组成 每次可在储料板上放置10根钢管 储 料板设置一定的斜度 可使钢管自动向下滚落 储料板上装料完成时 按下启动 开关 挡块缩回 物料慢慢向下滚落 当检测物料的传感器检测到传动链上有物 料后 驱动控制电器使挡块伸出 以挡住上面的物料不再继续下落 同时送料电 机启动 通过减速器带动传动链轮转动 当物料传动过去时 检测物料的传感器 再次启动 挡块收回 再次使物料向下运动 当有物料放到传动链上时 检测物 料的传感器再次启动 挡块挡住上面的物料不继续下落 如此循环 7 2 装料与进料部分装料与进料部分 装料部分主要由管子支架 挡块 装料机构 检测装置 传送装置等部件组 成 支架起支承钢管的重量和储料的作用 挡块起防止储料板上的物料持续下落 的作用 检测装置主要由传感器控制其它电器来完成 传送装置主要是完成钢管 的传送 装料时 先使物料挡块缩回 因储料板有一定的倾斜度 钢管开始向下慢慢 滚动 当检测物料的传感器检测到有物料经过时 挡块伸出以防止上面的物料继 续向下运动 同时送料电动机开始旋转 通过减速机构带动链轮旋转 从而带动 传动链转动实现送料的目的 由液压缸带动控制轧切部分沿滑槽上下移动 实现 刀具的向下压紧或抬起放松 轧切时 首先切削电机旋转并通过带轮带动传送带 转动 从而带动刀具旋转 通过液压缸带动切削部分沿滑槽向下运动或上升 实 现轧切 液压缸带动轧切部分以适当的压力压住钢管 以减少钢管转动时产生的 径向跳动 进料机构由传动链实现 进料时 传动链带动钢管向前运动 直到钢管端头 被挡块挡住为止 送料电机随即停转 进料传感器检测到物料到达后 轧切电机 开始启动并通过传送带带动刀具旋转 通过液压缸的伸缩使轧切部分沿滑槽上下 移动 依此控制刀具上下移动 控制刀具以适当的压力逐渐切入钢管 随着切入 深度的一步步加深 直到拉应力超过材料的拉伸强度时 管子就被切断为止 切 断的钢管自动落入料槽 检测物料传感器控制液压缸带动刀具上升 进料电机再 次启动进行送料 实现下一次的切削 7 3 轧切部分轧切部分 这部分主要由割刀部件 支撑托轮 挡块和导向滑槽等组成 其中割刀部件 包括主轧电动机 传送带 控制液压缸等机件 刀具安装在传送带轮的输出轴上 主轧电动机通过传送带装置带动刀具转动 电机转速也可通过变频器调节 刀具的进给运动 由液压缸带动轧切部分上下移 动来实现 支撑轮在轧切过程中起支撑工件的作用 挡块装在所需料长的固定位 置上 当传送带传送钢管到位被挡块挡住后 切割电动机通过传送带带动刀具旋 转 控制液压缸带动轧切部分沿滑槽向下运动 随着轧切深度的不断加深 钢管 最终被切断 随后刀具在控制液压缸的作用下向上运动 送料电机随后起动继续 向前等待下一次的切削 滚轮主要起支撑物料实现轧切的目的 挡块前端顶盘的 仲出长度及其中心高度 可分别予以调整 以适应不同直径的钢管和不同长度的 割件 导向滑槽的作用是通过液压缸带动轧切部分上下移动 切断的物料可直接掉 入料槽中 8 电控系统电控系统 8 1 系统构成系统构成 本系统采用FP0型可编程控制器 PLC 作为控制核心 选用了一个十槽的CPU 框架和一个十槽的扩展框架 除CPU模块外 框架中共装有11个输入 输出模块 和1个拨盘模块 模块的选用 主要根据触点的数量 负载的大小和动作频率的 高低而定 输入器件中包括操作控制面板上的按钮和选择开关 各种功能和限位 传感器 其中输出部分还包括 三项交流电动机 以及接触器和直流电磁阀线 PLC体积小 可靠性高 尤其是它无需改动任方便地改变输出器件的状态或 动作顺序的控制柔性 特别适用于本设备这一类机电一体化产品 8 2 程序设计思想程序设计思想 PLC的控制程序 是根据管子的轧切工艺 设备功能和操作要求来进行设计 的 设备开机后只需按下启动按钮 设备即开始自动连续运行 对这一运行状态 程序的基本设计思想如下 首先判定支承上有无料 若有料 进入正常轧切循环 直到将割剩的料尾推 出为止 此时支承处于无料状态 于是需判定支架上是否有料 如有料 则向支 承装料 然后返回前面的程序 如无料 进一步判定贮料架中是否有料 若贮料 架有料 则先向支架上料 然后再向支承装料 8 3 割刀运动控制割刀运动控制 割刀运动是整个加工过程中极为重要的一个环节 它将直接关系到轧切的质 量和效率 前已提及割刀的进给运动 是由轧切液压缸带动轧切机构上下运动来 图 3 系统结构图 实现的 为控制进刀距离 采用了一对行程开关控制轧刀的上下运动 根据薄壁 钢管的直径和厚度进行适当的调整 已达到切断钢管的目的 8 4 卸料运动控制卸料运动控制 当薄壁钢管被切断后 轧刀停止转动 1 5秒后刀具上升至上限位行程开关 处 等待下一循环 当上料电机开始上料时将滚筒上的钢管顶落入料巢 8 5 钢管旋切机传感器及行程开关的选择钢管旋切机传感器及行程开关的选择 1 传感器选择 传感器选择 物料检测和扎切长度检测用传感器检测 物料检测用电感式传感 长度检 测用对射光电传感器 电感式接近开关 见图4 型号 LJ6A3 1 Z BX 泄漏 消耗 静态电流 DC三线消耗 3 0mA 检测物体 A3铁材 磁性金属 响应频率 DC 150HZ AC 25HZ 输出电流 300mA 要求更大电流可定做 工作环境温度 25摄氏度 55摄氏度 输出电压降 DC三线 0 8V DC二线 4V 外壳材料 黄铜镀铬 对射传感器 见图5 产品型号 XL E3KG 10D 工作电压 DC12 24V 感应距离 10米内 输出方式 继电器输出 一种常开 常闭触点 出触点容量 1A 250V AC 从直径8mm 直径30mm 接近距离最大15mm 行程开关 见图5 额定电压 电流 10 4 A 125 250VAC 6 2 A 380VAC 电感负载 接触电阻 25m 以下 初期值 绝缘电阻 100m 以上 在 500VDC 耐电压 同极端子间 10VAC 50 60HZ 持续 1 分钟 载电流与无载电流零件间 50 60 HZ 持续 1 分钟 各端子与地之间 1500VAC 50 60 HZ 持续 1 分钟 图 5 对射光电传感器 图 4 电感接近开关 电气寿命 500 000 次 10A 250VAC 机械寿命 10 000 000 次以上 操作速度 5mm s to 0 5m s 2 PLC的选择的选择 见图6 型号 FP0 C16 程序容量 16点 连接方法 MIL连接器型 工作电压 24VDC 输入类型 24VDC 输出类型 继电器 8 6 电气控制系统电器的选择电气控制系统电器的选择 交流接触器 CJX2 1810 5 见图7 额定电压 AC 380V 线圈电压 AC 110V 额定电流 10A 电压频率 50HZ 小继电器的选择 型号 欧姆龙OMRON LY2NJ 带工作指示灯 工作电压 DC24V 见图8 触点负载 10A 240VAC 阻性 出头数 两对 额定电流 20mA 断路器 型号 DZ108系列低压塑料外壳断路器 额定电压 AC220V AC380V 额定电流 20A 脱扣器电流 15 20A 主触头数 3对 辅助触点 2对 电磁阀 液压 13 见图9 型号 4V210 08 位置数 二位五通 耗电量 3w 额定电压 DC24V 图 9 液控电磁阀 图 8 中间继电器 图 7 交流接触器 图 6 FP0PLC 最高动作频率 3次 秒 电磁阀 气动 见图10 型号 2V025 08 耗电量 DC24 3 额定电流 120 额定电流 DC20 4 26 4 液压缸的选择 见图11 型号 MOB FA 缸径 160mm 受压面积 122 26cm2 液压工作压力 7 85MPa 气压缸的选择 见图12 型号 SSC 50 50 S LB 缸径 80mm 气缸工作压力 0 49MPa 8 7 旋切机自动控制旋切机自动控制 PLC 系统原理系统原理 旋切机装配图如下 见图13 图 10 气动电磁 阀 图 11 液压缸 图 12 气压缸 8 7 1 旋切机可编程控制器旋切机可编程控制器 I O 分配表分配表 6 PLC输入 X0 启动按钮 X1 停止按钮 X2 急停按钮 X3 物料检测 X4 轧切上限位 X5 轧切下限位 X6 轧切长度测量 X7 上料上限位 PLC输出 Y0 启动指示灯 Y1 上料液压缸向下 Y2 轧切刀具上升 Y3 轧切刀具下降 Y4 轧切电动机 Y5 进给电动机 Y6 停止指示灯 图14 I O分配表 8 7 2 旋切机旋切机 plc 电气接线图电气接线图 见图15 图 13 装配图 图 15 电器接线图 8 7 3 旋切机旋切机 PLC 梯形图梯形图 如图 16 所示 图 16 PLC 梯形图 8 7 4 旋切机旋切机 PLC 指令表指令表 如图 17 所示 图 17 PLC 指令表 8 8 故障保护故障保护 本设备设有较完善的故障检测系统 电控系统装有过载保护和过流保护装置 一担发生短路或过载立刻关断电源启动保护作用 并配有急停开关 一担按下急 停开关 真个系统停止工作 致谢致谢 非常感谢学院领导和老师给我提供了这次良好的深入学习的机会和宽松的学 习环境 通过这次毕业设计 不但使我将大学期间所学的专业知识再次回顾学习 而且也使我学到了专业领域中一些前沿的知识 非常感谢在本次设计中曾给予我耐心指导和亲切关怀的陈老师及帮助过我的 同学 正是由于他们的帮助和鼓励才使我能够在毕业设计过程中克服种种困难 最终顺利完成论文 他们的学识和为人也深深地影响着我 在此 请允许我再次 向曾直接给予我多次指导的导师表示最忠诚的敬意 参考文献参考文献 1 中国机械工程学会 金属材料手册 北京 化学工业出版社 2005 2 施平 机械工程专业英语 哈尔滨 哈尔滨工业大学出版社 2002 3 孙波 机械专业毕业设计宝典 西安 西安电子科技大学出版社 2008 4 杨黎明 机电一体化系统设计手册 北京 国防工业出版社 1997 5 孙波 机械专业毕业设计宝典 西安 西安电子科技大学出版社 2008 6 张以鹏 实用切削手册 辽宁 辽宁科学技术出版社 2007 7 上海市金属切削技术协会 金属切削手册 上海 上海科学技术出版社 2006 8 杜祥瑛 薛顺德 机电一体化技术词典 北京 机械工业出版社 1997 9 梁桂芳 切割技术手册 西安 机械工业出版社 1997 10 李春胜 黄德彬 金属材料手册 长春 化学工业出版社 2004 11 于民治 张超 新编金属材料速查速算手册 长春 化学工业出版社 2007 12 曾正明 彭福泉 机械工程材料手册 北京 机械工业出版社 1998 13 三浦宏文 机电一体化实用手册 武汉 科学出版社 2007 14 何庆 机械制造专业毕业设计指导与范例 长春 化学工业出版 2008 15 王少怀 机械设计实用手册 北京 机械工业出版社 2008 16 成大先 机械设计手册 化学工业出版社 2002 17 李生智 金属压力加工概况 北京 冶金工业出版社 1984 18 胡正炎 许协和 沙德元 斜轧与楔横轧原理 工艺及设备 北京 冶金工业 出版社 1985 19 张庆生 螺旋孔塑斜轧工艺 北京 机械工业出版 1985 20 濮良贵 纪名刚 机械设计 高等教育出版社 第八版 1985 21 陈立德 机械设计基础课程设计 北京 高等教育出版社 22 机械设计手册委员会 机械设计手册单行本减速器和变速器 北京 机械工业出 版社 2007 23 机械设计手册委员会 机械设计手册单行本带传动和链传动 北京 机械工业出 版社 2007 24 机械设计手册委员会 机械设计手册单行本齿轮传动 北京 机械工业出版社 2007 25 黄观尧 刘保河 机械制造工艺基础 天津 天津大学出版社 1999 26 孙成通 液压传动 北京 化学工业出版社 2005 27 杨明 机电一体化系统实用手册 上海 上海交通大学出版社 1997 袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀 艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿 袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀 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羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁 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羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿