折弯机控制系统设计

1、精选优质文档-倾情为你奉上 毕 业 设 计（论文）题目 折弯机控制系统设计 专心-专注-专业目 录摘 要 Abstract1 绪论1 1.1 引言1 1.2 本课题研究的背景及意义1 1.3 折弯机控制系统的发展1 1.4 折弯机的发展趋势2 2 任务分析及工作原理3 2.1 任务分析3 2.2 PLC在折弯机中的应用3 2.3 弯丝机的简介3 2.3.1 弯丝机的工作原理3 2.3.2 弯丝机的控制要求4 2.3.3 几种成型的方法分析53 控制系统硬件设计8 3.1 PLC的选型8 3.1.1 系统功能设计8 3.1.2 PLC型号选择8 3.1.3 I/O口的点数及地址分配 9 3.1.

2、4 电器原理图10 3.2 伺服系统的选型11 3.2.1 伺服电机的选择11 3.2.2 伺服驱动器的选择11 3.2.3 其他辅助元件的选择12 3.3 液压系统的选型14 3.3.1 液压回路的设计14 3.3.2 电磁阀得电顺序14 3.3.3 液压元件的选择154 控制系统软件设计18 4.1 零件设计18 4.2 零件尺寸的计算19 4.3 控制程序的设计20 4.4 程序流程图305 总结32致谢34参考文献35附录36摘 要随着现代科技的不断进步，国内外的很多制造行业也得到了较快的发展，在很多的地方都要用到线性材料，并且还要对其要求有复杂的形状。在目前市场中的折弯机，多数都不能

3、满足其控制要求及精度要求，在此要设计出一款能满足其要求的折弯机，在本次的设计的要求中规定需要用PLC来控制，然后设计出的控制方案，并做出详细的系统设计和功能设计。首先，要去了解折弯机的的背景，熟悉它的工作方式，并分析其工作原理，然后在去了解金属线材制品的制作方式，并去分析几种线材成型的过程。然后，就要设计详细的控制系统方案，给出总体的PLC控制图，液压系统的原理图，和伺服系统的控制图。最后，根据设计的系统，设计出零件对其进行说明，编写出PLC控制程序，并给出流程图加以说明。关键词：PLC 伺服系统 液压系统AbstractWith the continuous progress of mode

4、rn technology,Many Domestic and foreign manufacturing industries have also been rapid development,Linear materials are used in many places,And its also a complicated shape for it.In the current market in the bending machine,Most can not meet the control requirements and accuracy requirements,In this

5、 design a brake can meet its requirements,In the design of the requirements of the required PLC to control,Then design the control scheme,And make detailed system design and function design.First,To understand the background of the bending machine,Be familiar with its working style,And analyzes its

6、working principle,And then to understand the production of wire rod products,And to analyze the process of wire rod forming.Next,To design a detailed control system scheme,Overall PLC control chart is given,Hydraulic system schematic diagram,And control chart for servo system.Finally,According to th

7、e design of the system,Design spare parts for its description,Write out the PLC control program,And give the flow chart to explain.Keywords:PLC Servo system Hydraulic system1 绪论1.1 引言随着现代科技的发展，各行各业的设备都要更新换代了，都追求高精度，高效率，高质量。其中折弯机不例外，折弯机是将材料进行折弯的设备，根据材料不同可分别为板料折弯机、线材折弯机、管料折弯机等。折弯机从传统的折弯方式慢慢的发展到如今的数控折弯

8、，从根本上减少了工人的劳动强度，提高了产品生产的质量，降低了产品生产的劳动成本，现在所追求的就是全自动化控制，在加工的精度有很大的提高，工作效率也增加，操作的安全性也有改善。1.2 本课题研究的背景及意义对于传统的折弯机，主要是靠人工操作，对于板料折弯机，则是根据模具的成型，人工去控制其折弯机的滑块机构，这样就很难保证其折弯的质量和精度，这样就有可能导致折弯位置发生变化，折弯的角度没有到位等，而且靠人工控制滑块机构，工人就有很大的劳动强度，经常操作失误的话也会浪费很多的板材，增加了劳动成本。对于线材折弯机相对板料折弯机而言，效果会好一点，因为线材的想读比较小，只需要将材料固定，然后操作折弯装置

9、对其进行折弯，由于材料强度较低，则工人的劳动强度会有所降低，操控性也比板料折弯机更好，然而总的来说这些传统的折弯机都已经跟不上现代科技的步伐了，现在的需求量越来越大，要求的精度也是越来越高，所以折弯机也必须向自动化方向发展才能满足需求。在目前的市场中，能控制到高精度的折弯机还不多，因此此次的研发设计对工业的发展具有深远的意义。在现在的自动化控制系统中，控制核心也是多种多样，有单片机、运动控制卡、PC、PLC等，现在的PLC技术不断的成熟，应用在折弯机控制系统中具有非常现实的意义，在做本次设计的过程中，巩固了所学的理论知识和专业知识，还能培养我的设计思想和创新能力，这些都有助于我以后的工作，是我

10、能快速的适应，并让我清楚的认识到，理论知识与实践相结合的重要性与灵活性。1.3 折弯机控制系统的发展 现在科技越来越发达，各种各样的技术都得到了很高的研究，在控制领域也有很多的研究发展，折弯机的控制系统也有着千变万化的发展，但是这些都有共同发展的方向，首先是要向高精度发展，系统设计的目的就是为了提高控制的精度，保证零件的质量，从侧面的降低生产成本。还要走向智能化，其目的就是降低工人的劳动强度，自动化程度越高，从而达到提高生产效率。还有就是网络化，远程控制技术的应用已经非常的广泛了，通过网络控制就可以让操作空间变得很大，就不需要随时都守在机器身边，就可以降低劳动强度。1.4 折弯机的发展趋势 近

11、年来，随着电子技术以及计算机技术的飞速发展，国内折弯机也得到了较快的发展，折弯机应用的范围非常的广泛，在飞机、汽车、船舶、电器等行业中都有着很多的应用。就我国工业发展而言，在七八十年代，这是中国工业经济发展的初级阶段，在各个行业都在飞速发展，基础设施的建设就得到较大的需求，各种各样的金属线材的形状也要求不断的变化，越来越复杂，从而就开始发展线材折弯机的设计开发。但是由于中国工业技术水平比较落后，很多的折弯设备都只能在初级阶段徘徊，没能有较大的突破。普通折弯机等方法进行折弯操作的，传统的方法就靠着操作者的经验与技术来控制产品的质量，所以，生产的产品形状差异大，校正量就大，质量也不能得到很好的保证

12、，在特别难以控制的地方就是圆度的折弯，内半径处起皱等，传统的折弯的工序也非常的多，操作也复杂。到了二十世纪初期，我国的GDP水平有了很大的提高，传统的折弯机已经无法满足现在的工业需求，不仅技术需要改进，材料也有所变化，以前的空心管已发展到现在的实心线材，以前的二维折弯，已经发展到现在的三维空间的折弯，就对此设计开发了线材折弯机，即弯丝机。2 任务分析及总体介绍2.1 任务分析本次设计的任务是首先去要去了解折弯机的应用背景，分析折弯机的功能，然后确定系统方案，对系统进行液压系统设计，并对其选择相应的元件，并画出液压原理图，再进行控制系统的硬件、软件设计，画出PLC电路连线图，设计零件出来对控制进

13、行说明，写出程序梯形图。在设计过程中，主要的重点就是要自己设计出控制方案，并了解其PLC的控制方法核心，还要去了解伺服系统的工作原理等，结合理论知识并加以运用，要正确的运用才能使得这次的设计显得更加完善。2.2 PLC在折弯机中的应用 在现阶段，全世界都在研究PLC的控制技术，怎样才能更加完美的控制折弯机，并且实现高度自动化，从而达到提高生产率的目的。在折弯机的控制系统中，应用PLC控制可以使控制变得很便捷、简单，现如今的PLC技术也发展到很成熟的阶段，PLC的功能也非常强大，在各个的控制领域都能有PLC的身影，已经发展成为控制领域中的重要产品。2.3 弯丝机的简介2.3.1 弯丝机的工作原理

14、在本次设计中，应用到的折弯装置，能够绕线材做空间旋转，所以能够对线材作三维平面内的折弯加工。当弯丝机工作时，折弯轴对线材进行折弯操作，圆心轴作圆周运动并带动折弯轴旋转，线材在折弯轴的推动作用力的作用下就可以达到弯曲的效果。结构简图如下：根据上图所示，弯丝机的工作过程大概流程如下：（1） 送料机构开始工作，线材前进到指定位置。（2） 圆心轴旋转，带动折弯轴作同角度旋转，即折弯开始。（3） 圆心轴旋转设定的角度之后，停止旋转，然后复位。（4） 转盘旋转一定角度之后，在进行折弯就可以折出三维零件。（5） 重复（1）-（4）步骤。（6） 当一个零件的全部弯曲动作折弯完成后，再控制剪切装置进行切断操作。

15、（7） 准备下一个零件的折弯。2.3.2 弯丝机的控制要求上面则是线材折弯机的工作原理，其运动轴有四个：X轴-送料轴。Y轴-折弯轴。Z轴-三维旋转轴。W轴-剪切轴。X轴与Z轴的驱动系统是使用的伺服电机，运用伺服系统进行控制可以提高系统的控制精度，Y轴与W轴则是用液压马达进行驱动控制，液压马达转速慢，扭矩大，工作平稳，然后再使用旋转编码器与液压马达进行配合使用，这样也能达到控制精度要求。2.3.3 几种成型的方法分析在折弯机的工作过程中，对线材的弯曲加工方法也有很多种，有绕弯法、推弯法和螺纹状弯曲。（1） 绕弯法绕弯法的弯曲过程是由送料装置先送料通过转盘再到折弯装置，穿过圆心轴与折弯轴之间的间隙

16、，再用液压马达驱动圆心轴转动一定的角度，折弯轴在圆心轴的带动下也做同角度的旋转对线材进行折弯，这种方法的特点是线材的折弯半径与圆心轴的半径大小一致，如果想改变弯曲的半径则只有改变圆心轴的半径。加工示意图：上图中，1是折弯轴旋转的角度即圆心轴旋转的角度，是材料成型后零件折弯的角度，d为线材的直径，r为圆心轴的半径，R为零件成型后的半径，这几个参数有如下关系： （1） （2） （2）推弯法在上述绕弯法中，线材弯曲之后的零件的半径就不能任意设计改变，只能有圆心轴决定，如果要改变半径大小，即只有改变圆心轴的半径大小，则这就有一定的局限性，所以绕弯法就不一定能满足半径的需求，然而可以使用另外一种方法来加

17、工，就是推弯法。推弯法的工作过程是首先让折弯机构旋转一定的角度之后保持不动，送料机构再连续不断的送料，让线材在折弯装置的挤压下进行折弯操作，在这种折弯的方法中，圆心轴与折弯轴对线材的作用力是保持恒定不变的，折弯示意图如下：图中，为折弯轴旋转角度，d为线材直径，r1为圆心轴半径，r2为折弯轴半径，R为线材弯曲半径，AB是圆心轴轴心与折弯轴轴心之间的距离。在三角形ACD中， （3） （4） （5）由余弦定理得： （6）由前式得： （7）因此，只要给出线材的直径d，圆心轴半径r1，折弯轴半径r2和线材需要折弯的半径R，即可算出折弯角。 （3）螺纹状弯曲螺纹状加工就是加工螺纹状的零件，如弹簧，他的加工

18、过程就是是送料机构和旋转机构同时进行工作，保持匀速配合加工，就可以加工出螺纹状零件，通过旋转就使得折弯轴对线材的施力点不断变化，从而使得线材呈螺纹状弯曲，示意图如下：图中，l是弹簧成形后的长度，d是弹簧直径，d1是弹簧的节距，d2是弹簧的中径，是弹簧的螺旋升角。 (8)从而也能算出送料机构的工作速度和转盘旋转的速度： (9) (10)如果想要算出其工作速度，就需要设计制作弹簧的时间，这样就能控制转盘和送料机构配合加工，使得折弯机控制显得更加的灵活。3 控制硬件的选型3.1 PLC的选型设计3.1.1 系统功能设计PLC作为控制系统的核心部分，在做选型的时候就尤为重要，首先要了解PLC需要控制哪

19、些元件，实现哪些系统功能。在本次的控制系统设计中，要使用PLC控制伺服系统，即PLC控制伺服电机，还要输出一些中间继电器，控制电磁阀的得电，使得换向阀能变换通路，改变液压系统的油路流动方向，达到对液压马达进行正转和反转的控制，需要有自动、手动功能的双重操作功能，需要设计的输入功能有：自动按钮，手动按钮，停止按钮，2个旋转编码器，手动送料进按钮，手动送料退按钮，手动转盘正转按钮，手动转盘反转按钮，手动折弯按钮，手动折弯复位按钮，手动切断按钮，泵开关按钮，从而实现对折弯机进行控制，达到设计要求。3.1.2 PLC型号选择在本次设计中，有13个输入端口，18个输出端口，再增加一些端口以备后期使用，则

20、选择的PLC型号为三菱PLC FX1N-60MT-001，该产品的尺寸为：175*75*90，具有36个输入点，有24个晶体管输出点，该款PLC是三菱公司产品，具有强大的功能，可扩展I/O口点数多达128，还能增加扩展板和特殊功能模块，通讯和数据功能等模块也非常的完美。三菱PLC的FX系列是应用最为广泛的产品，其运算速度非常快，性能高，系统配置能灵活运用也能固定使用，在便携程序方面也非常的简单，通俗易懂，此系列的PLC的运算速度可说是难求对手，还能进行高级的功能逻辑选件，还能进行定位控制，所以选择此款PLC足以满足控制要求。3.1.3 I/O口的点数及地址分配输入输出功能说明地址功能说明地址自

21、动按钮SB1X0脉冲1输出Y0手动按钮SB2X1脉冲2输出Y1停止按钮SB3X2脉冲1方向Y2旋转编码器1X3速度模式正转Y5旋转编码器2X4速度模式反转Y6手动送料前进按钮SB4X5SP1Y7手动送料后退按钮SB5X6SP2Y10手动转盘正转按钮SB6X7控制模式选择Y11手动转盘反转按钮SB7X10脉冲2方向Y12手动折弯按钮SB8X11速度模式正转Y13手动折弯复位按钮SB9X12速度模式反转Y14手动切断按钮SB10X13SP1Y15泵开关按钮SB11X14SP2Y16控制模式选择Y17泵电机KM1Y20电磁阀1YAY21电磁阀2YAY22电磁阀3YAY233.1.4 电器原理图3.2

22、 伺服系统的设计伺服系统又称为随动系统，是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。伺服系统可以让物体的位置、状态等输出的呗控制量可以跟随输入的指令变化的自动控制系统。目前在国内的现状，我的制造行业不断的发展，为伺服产业提供了非常大的市场空间，在最近这几年，随着数控机床的发展，还带动了一些其他机械的高速发展，伺服系统的应用范围也会越来越广。3.2.1 伺服电机的选择 随着现代科技的不断发展，各种各样的电机的性能也越来越强大，控制也越来越精确，伺服电机更是其中的佼佼者，能精确的控制速度、位置，反应速度快，在现代工业中，控制驱动系统的主要选择。交流伺服电机具有很多的有点，它的调速范围很广，现在能

23、达到几千转每分，适应性也很强，具有很强的抗过载能力，运行平稳，在低速运行时不会产生步进现象，控制反应极快，具有很好的可靠性。根据机械部分的设计，所对应选择的送料驱动电机型号为HF-SP121(B)，所选择的转盘的驱动电机型号为HF-SP201(B)，最大转速均都为1000r/min，产品的尺寸为：3.2.2 伺服驱动器的选择 三菱伺服驱动器MR-J3系列是在MR-J2S系列为基础，开发的性能更高、功能更全面的交流伺服。控制模式有位置控制、速度控制和转矩控制三种。还可以选择转矩/位置切换控制、位置/速度切换控制、速度/转矩切换控制。不但可以用于普通工业机械的高精度定位，还可以精确控制速度、位置等

24、，应用十分的广泛。还有USB串行通信功能，可以使用装有伺服设置软件的电脑，进行参数的设定、试运行、状态显示的监控等操作。该系列伺服电机采用了分辨率为脉冲/转的绝对位置编码器，与之前系列的驱动器相比，控制的精度要求更高。根据前面选择的两款伺服电机，则可以选择同一型号的驱动器，型号为MR-J3-200A，以上所选择的两个驱动器要进行不同的运动控制，则所设置的参数也有所不同。 HF-SP121(B)对应的驱动器主要参数设置：参数号参数名称出厂值设定值说明PA01.0控制方式选择01选择位置/速度切换控制PA05电机每转指令脉冲数0500电机每转对应的指令脉冲数PA13指令脉冲类型01正极性脉冲+方向

25、输入PC05内部速度110020手动操作20转/分PC06内部速度210031.2设定31.2转/分 HF-SP201(B)对应的驱动器主要参数设置：参数号参数名称出厂值设定值说明PA01.0控制方式选择01选择位置/速度切换控制PA05电机每转指令脉冲数03600电机每转对应的指令脉冲数PA13指令脉冲类型01正极性脉冲+方向输入PC05内部速度110010手动操作10转/分PC06内部速度21003.6设定3.6转/分 以上两个驱动器的重要参数设置完成，其中PA1.0是控制方式选择，设置的是位置/速度控制模式，即可以用位置模式也可以用速度模式，只需要再程序中控制LOP端口的输出即可实现，P

26、A05则是设置电机每转指令脉冲数，即伺服电机转一周，驱动器需要接收的脉冲数，PA13是设置指令脉冲类型，2个驱动器都设置为正极性脉冲+方向输入类型，在PLC控制中就需要有2个输出端口对驱动器进行控制，一个输出脉冲，另一个则是输出方向。PC05、PC06是设置再速度模式下的运行速度，由PLC控制伺服驱动器中的SP1、SP2、SP3三个端口，选择不同的速度。3.2.3 其他辅助元件的选择 在以上选取的主要元件之外，还有一些辅助元件也是必不可少的，没有这些辅助元件，就不能构成一个整体的系统，主要元件跟辅助元件搭配使用，才能使得液压系统更加完善，以下就是需要选择的辅助元件：熔断器是电路中必不可少的，起

27、到保护电路的作用，其工作原理就是当电路中有过载或者短路时，电流就会急剧增加，从而使得电路发热使熔断器内的熔断丝熔化，从而达到断开电路的目的。在此次设计电路图中只需要两个熔断器，选择插入式熔断器，一个用于主电路电路保护，另外个则用于三相交流电机的过载保护。交流接触器是电路控制中很常见的元件之一，其工作原理就是当线圈通电时，静铁芯会产生一定的吸引力，可以将动铁芯吸引闭合，从而达到开关的效果，当通电结束，也会自动断开，从而实现自动化控制，在本次设计这几选型中需要一个交流接触器控制三相交流电机的起停，型号选择CJX2系列。按钮开关也是控制系统中的主要元件，用于手动操作，按钮开关的种类非常的多，有普通的

28、揿钮式、蘑菇头式、自锁式等。按钮开关可以完成一般的简单操作，如启动、停止、正反转等。一般情况下，一个按钮开关对应两个触点，一个常开触点，一个常闭触点，当按下按钮开关时，常开触点闭合，而常闭触点断开，从而达到双向控制。在此次设计的电路中，所用到的按钮开关一共有11个，选用的型号是PBC（Y090）11BN。旋转编码器是用于旋转角度测量的装置，并配合PWM技术输出脉冲信号，用来调节转速与转角，他的输出脉冲有两种，一种是单路输出，则是输出一个脉冲串，另外个就是双路输出，这个则是输出相位差90的脉冲，这就不仅可以检测转速、转角，还能判断出其旋转的方向，分辨率是编码器测量旋转的重要参数，每旋转360通过

29、了多少刻线，就能看出这个编码器能检测到的精度有多高，选择型号为多摩川旋转编码器OIH 60-6000P4-L6。3.3 液压系统的选型3.3.1 液压回路的设计以上两个液压马达分别独立工作，当送料机构把线材送到位，则PLC控制电磁阀1YA得电，折弯马达进行正转，即折弯机开始折弯，在折弯途中编码器输出信号，当计数器达到设定值，1YA断电，马达停止旋转，折弯完毕。然后2YA得电，液压马达进行反向旋转，进行折弯复位，当到达原位2YA断电，马达停止，则折弯过程结束。当零件全部折弯完毕，PLC则控制电磁阀3YA得电，切断马达进行正转切断，当切断马达旋转一周，PLC检测到编码器信号，使得3YA断电，马达停

30、止旋转，切断结束。3.3.2 得电顺序表1YA2YA3YA折弯马达正转+-折弯马达反转-+-切断马达正转-+3.3.3 液压元件的选择 （1）液压马达的选择液压马达是讲液体的压力能转换成机械能的一种装置，可以输出转矩、回转运动的一种执行元件，液压马达在一般的液压回路中都有它的身影，有着非常重要的地位，在最近几年，随着液压技术的不断发展，液压系统也不断的完善，对液压元件的也不断的追求高精度、高质量、高可靠性。液压马达在工作时，噪音很小，几乎听不到杂音，对环境的污染也很小，运行起来也非常地平稳，所以，大扭矩液压马达就成为了液压系统的发展重要元件。液压马达与一般的电机相比较具有很多的优点：反应速度快

31、，即可瞬时转向旋转；具有自我保护的功能，无论堵转多久，都不会对液压马达造成损坏；控制方便，可以根据转速间接的控制其转矩；具有很高的效率，在传递同样的的功率的情况下，液压马达的质量体积是最小的。液压马达的应用范围非常的广泛，在各个行业都有着它的身影，比如：在挖掘机的转向驱动和行走驱动系统都是由液压马达作为动力元件，还有压路机、压实车、叉车、机场车辆、拖拉机等都有液压马达的驱动。在本次设计中，折弯装置与剪切装置室友液压马达作为动力元件，则需要旋转两个液压马达，在折弯与剪切的运动中需要平稳运行，则选择NHM型低速大转矩液压马达，折弯装置对应的马达型号为NHM1-140,剪切装置所对应的马达型号为NH

32、M1-63。两款液压马达的技术参数如下表：型号NHM排量(mL/r)压力/MPa转矩/Nm转速范围r/min额定压力最高压力额定转矩单位理论转矩NHM1-6377253228411151500NHM1-140138202541020151000 （2）液压泵的选择液压泵是在液压回路中为油路提供压力的一种动力元件，它是靠发动机或者电动机驱动的，把机械能转化为油路中液体的压力能，从液压箱中吸入油液，然后形成压力排出，从而使得液压系统可以正常的运行，液压泵的种类有很多种，按流量是否可以调节为依据可分为：变量泵和定量泵，按液压系统中的泵的结构为依据可分为：叶片泵、齿轮泵和柱塞泵。液压泵的应用也是非常的

33、广泛，在不同行业都可以用到，液压泵由铝合金材料制造，具有很高的耐腐蚀性、很高的强度、但是其质量非常轻、可以灵活的应用到不同环境中。根据前面所选取的两款液压马达，排量分别为77mL/r和138mL/r，所选择的液压泵至少要满足其排量需求，并对其额定压力也要达到一定的要求，对此数据我所选择的液压泵型号为轴向柱塞泵160*CY（M）14-1B，其参数如下：160*CY（M）14-1B轴向柱塞泵的参数型号公称压力Mpa公称排量ml/r公称流量L/min最大传动效率KW最大理论扭矩Nm重量Kg1000r/min1500r/min1000r/min1500r/min160*CY（M）14-1B31.516

34、016024093140891138-168 其排量为160mL/r能满足138mL/r的需求，公称压力31.5也能满足其额定压力。 （3）其他液压元件的选择泵电机是用来驱动液压泵的，对于液压泵的驱动没有过多的要求，只需要满足其转速要求就行，我所选择的是三相异步电动机，型号为Y160M-4，此系列的三相异步电动机效率高、节能、堵转转矩高、噪音低、振动小、运行安全可靠。其性能参数如下：型号极数同步转速频率额定转速额定功率效率功率因数最大转矩重量Y160M-44150050146011880.842.3123 溢流阀在液压系统中也是必不可少的，在液压系统中的作用非常的重要，起到定压溢流、稳压、卸荷

35、、系统安全保护的作用。在定量泵的液压系统中，定量泵所提供的流量是恒定不变的，当系统压力过大时，会使得流量的需求减小，此时，溢流阀开启，起到定压溢流的作用。在一般的液压系统中，正常工作时，阀门是处于关闭状态，当负载超过系统规定的极限时，溢流阀开启，起到保护回路的作用。选择的溢流阀的型号为KLA-08.调速阀也是很普遍的的液压元件，它是进行了压力补偿的节流阀。调速阀的作用是调节系统中，液体的流动速度，从而达到控制目的，调节进出液压马达的流量，即可改变液压马达的转速。选择调速阀的型号是Q1-10。电磁换向阀在液压系统控制中起到核心作用，根据电磁阀两边的电磁铁的得失电，从而达到控制液压回路中液体的流向

36、的目的，如控制液压缸的前进和后退、控制液压马达的正转与反转等。电磁换向阀从原理上来说有三大类，分为直动式电磁阀、分步直动式电磁阀和先导式电磁阀。电磁阀具有很高的耐腐蚀性，电磁阀的公称压力应该超过回路中的最高工作压力，所以它具有很好的安全性。还有很强的适应性，可适应不同的工作环境，它的工作时间厂，控制动作反应快，具有很好的可靠性。在本次设计回路中，选用了2个电磁换向阀来控制液压马达，一个是三位四通电磁换向用来控制折弯液压马达的正转与反转，另一个则是二位四通电磁换向阀用来控制切断液压马达的正转。此次设计中所选择的产品型号分别为DSG-02-2B2-DL-R220和DSG-02-2B2L-D24-D

37、L。4 控制系统软件设计4.1 零件的设计为了更加清楚的对本次设计的控制系统进行说明，设计出两个加工零件，零件一为只需单轴运动的普通三维零件，零件二则是需要进行两轴联动的弹簧状三维零件，本次设计的这两个的两件比较有代表性，一个是普通的三维空间零件，只需要单轴运动，另一个则是特殊的三维空间空间，就需要两轴同时联动进行加工，这两个零件的加工就足以说明本次设计的折弯机的灵活性。设计的零件一尺寸图如下所示：此零件的尺寸是在X轴方向长度500mm，此段与Z轴形成90，然后在Z轴方向长度400mm，中间段再与Y轴形成90，在Y轴方向长度为300mm。此零件的加工顺序为：首先在Y轴方向送料300mm处停止并

38、进行折弯，然后再进行送料400mm出停止，转盘旋转至Z轴平面并进行折弯，最后再向X轴方向送料500mm并切断，完成零件的加工。设计零件二的尺寸如下： 此零件的尺寸为弹簧的直径为50mm，螺距为40mm，线材的直径为10mm，总圈数为3圈。其加工过程是首先送料前进300mm将线材送至折弯装置处停止，然后在控制折弯系统转动至折弯角，再控制转盘机构和送料机构同时工作，到达弹簧总长后，转盘和送料机构都停止运行，再控制剪切装置进行切断操作，零件制作完成。4.2 零件尺寸的计算在机械部分的结构设计中，送料机构的传动比为1：1，送料机构的传送轮直径为100mm，则一周的周长为100mm，送料的伺服驱动器设定

39、PA05参数的值为500，即驱动器接收500脉冲，伺服电机转一周，则可以算出送料电动机的脉冲当量为0.63mm。转盘机构的传动比为3：2，转盘的伺服驱动器设定PA05的值为3600，即驱动器接收3600个脉冲，伺服电机一周，则可算出转盘电机的脉冲当量为0.067。根据零件一的设计，首先送料600mm，其中包括切断装置与折弯装置的距离300mm和零件尺寸300mm，折算成脉冲个数为952个，折弯角为90，则算出脉冲个数为1350个，以此类推即可算出每个步骤所需控制的数据。根据尺寸2的设计，设计的弹簧螺距40mm，直径50mm，将数据代入公式（7）得出折弯轴折弯角为：弹簧的螺升角为：弹簧一圈的自由

40、长度l为： 根据机械部分的设计，设计的送料机构的齿轮直径为100mm，则送料电机转一周所送料的长度为100mm，则弹簧制作一周，送料机构需要转动的圈数n1为：即弹簧制作一周，送料电机转0.52周，转盘电机转动0.04周。设定制作弹簧所用时间为1秒，则送料电机的转速为v1=0.52r/s=31.2r/min，转盘电机的转速v2=0.04/2*3m/2=3.6r/min。4.3 程序设计 首先是对零件一进行的程序设计如下： 对零件二的程序设计如下：4.4 程序流程图对应上述两个零件所设计的控制程序，画出对应的流程图，零件一的程序流程图如下：此流程图的运行步骤是：首先开始程序，按下泵开关按钮，整个系

41、统才能开始工作，然后再判断是按下的自动按钮还是手动按钮，如果是手动按钮，则程序网右边运行，再判断接下来按下的是那个手动按钮，有送料前进按钮、送料后退按钮、转盘正转按钮、转盘反转按钮、折弯按钮、折弯复位按钮这6个按钮，这几个按钮设计的都是按一下走一下的形式，可根据操作者的意图随意的操作，在送料前进按钮与送料后退按钮、转盘正转按钮和转盘反转按钮、折弯按钮和折弯复位按钮的程序设计中还应该要有互锁程序，如果不能互锁，2边都能同时操作就容易损坏机器，这就是手动操作的步骤。如果是旋转的自动按钮，则系统就开始根据设计的程序自动运行，首先送料60cm，包括零件30cm与机构间隙30cm，当脉冲结束标志M802

42、9得信号，则开始下一步动作，进行折弯操作，液压马达驱动折弯轴进行折弯操作，旋转编码器就跟着旋转并输出脉冲信号，当计数器接收到设定的脉冲信号值，就输出信号是液压马达停止，再控制液压马达反转进行折弯复位，然后旋转编码器继续输出信号，则这次的计数器是反相记数，当计数器达到0时，则表明液压马达转回原位，这是就输出信号控制液压马达停止，再进行下一步，送料机构又送料40cm，然后脉冲结束标志得信号并输出信号停止送料，然后驱动伺服电机控制转盘旋转，达到预定角度，脉冲输出信号控制其停止，再控制液压马达进行折弯操作，然后折弯到位又复位回来，再进行送料操作，当送料到位之后，控制液压马达2驱动剪切装置对线材进行切断

43、操作，然后又循环回去操作第一步，如此的自动循环。零件二的程序流程图如下：此流程图的运行步骤是：首先是开始程序，按下泵开关按钮，程序开始工作，判断是选择自动还是手动操作，手动操作如同零件一程序，如果选择自动，先由送料机构送料30cm，使得线材到达折弯位置，然后折弯机工作折弯到37.5停止，再控制送料机构与转盘机构同时工作，并设定延时吃呢供需，当延时时间到，则弹簧制作完成，折弯机复位，再切断。5 总结光阴似箭，大学四年校园生活一晃就即将结束了，现在回忆起大一时怀着激动的心情走进校门，那时的情景都历历在目，感觉就发生在昨天，在这大学四年里，从一个懵懂的少年慢慢长大，现在已经学到很多的知识，也懂得了怎

44、么与人相处才能交到更多的朋友，毕业季已经到来，我们也即将离开学校，在这几个月所做的毕业设计也即将完成，在做毕业设计之前对毕业设计的概念非常的抽象，没有经验，不知道到底是什么，要做什么，到现在才明白毕业设计的主要作用就是将我们在大学四年里所学的知识进行运用，并且还有一些没有涉及到的知识，就需要自己去学习，不断的充实自己。在拿到毕业设计题目的时候，就觉得这个东西感觉不难啊，就这样做做就行了，可惜我错了，看似简单的东西，要从根本去了解其原理等，那也是一件非常难的事情，不断的学习，不断的进步，这样才能是自己更加强大。这次的设计题目感觉比较陌生，平时没有接触到这个机器，刚拿到题目的时候就有些茫然从而感到手足无措，经过与指导老师的见面，老师对我们的题目一一的进行解说，并给我们讲一些设计思路，通过老师的讲解，我才对这题目有了大概的了解，也对本次设计有了一定的设计方向，我的课题是用PLC对折弯机进行数控控制，这就不仅是对PLC的知识进行巩固，还要对伺服系统的控制进行学习，首先要了解折弯机的背景，知道它是怎样工作的，然后设计出总体方案，看看能不能达到其控制要求，再根据总体方案，设计出详细的方案，并对细节进行设计，设计完成后再根据设计的零件编写出程序图，这就是做这次设计的思路