圓棒鋁錠切割控制系統(tǒng)的設(shè)計

1、 摘要本次設(shè)計是通過對鋸床進行了解之后，設(shè)計了圓棒鋁錠切割控制系統(tǒng)，本文對圓棒鋁錠切割控制系統(tǒng)進行了總體方案設(shè)計，對該控制系統(tǒng)的機械手上/下料、輥道送料、鋸床切割鋁錠進行了系統(tǒng)的設(shè)計。并按照鋸床的技術(shù)參數(shù)進行設(shè)計。圓棒鋁錠切割控制系統(tǒng)采用PLC為控制核心，按照工藝過程進行設(shè)計，圓棒鋁錠的切割過程是流水線模式即：上料機械手將待切割的圓棒鋁錠放到前輥道后向后輥道方向運動，當(dāng)圓棒鋁錠運動到鋸片的位置時停止，液壓壓緊裝置將圓棒鋁錠壓緊，鋸片機向下運動開始鋸切，鋸切完成后鋸片機后退，料頭料尾翻轉(zhuǎn)機構(gòu)動作以卸去切下的料頭，園棒鋁錠繼續(xù)向下游傳送輥道運動直到遇到定尺裝置停止，再次重復(fù)液壓壓緊、鋸切和卸去切下

2、的料尾的工序，這樣就完成了按照規(guī)定長度的料頭料尾鋸切，然后圓棒鋁錠沿下游輥道輸送并由下料機械手下料，至此，就完成了一根圓棒鋁錠料頭料尾的鋸切工作循環(huán)。利用可編程序控制器對圓棒切割控制系統(tǒng)控制，選取了合適的PLC型號，根據(jù)切割的工作流程制定了可編程序控制器的控制方案，畫出了梯形圖，并編制了可編程序控制器的控制程序。關(guān)鍵詞: 圓棒鋁錠切割控制系統(tǒng)；可編程控制器（PLC）；機械手；鋸床AbstractAfter learning about this design is based on the sawing machine, aluminum ingots of round cutting con

3、trol system was designed, in this paper, the aluminum ingots of round cutting control system overall scheme design, the control system of mechanical hand/blanking, a roller table conveying, sawing machine for cutting aluminum for the design of the system. And shall be carried out in accordance with

4、the technical parameters of the sawing machine design.Aluminum ingots of round cutting control system used PLC as the control core, carried out in accordance with the process design, the cutting process of aluminum ingots is a line of round mode: feeding manipulator will stay before cutting aluminum

5、 ingots of round into the table after table backwards direction, when aluminum ingots of round movement to the position of the saw blade stops, the hydraulic pressure equipment will be round rods aluminum clamp, saw blade machine movement began cutting down, after the completion of the saw blade saw

6、ing machine back, turn head material end agency action to cut material discharge head, garden bar aluminum ingots to continue moving downstream transmission roller until meet scale device stops, repeat hydraulic pressure, cutting and discharge cutting material process, thus complete the tail length

7、of the head material cutting in accordance with the relevant provisions, and aluminum ingots of round along the downstream of the roller conveyor and by the mechanical hand material, at this point, just completed a round bar aluminum ingots head material cutting work cycle of the tail. Using program

8、mable controller to control the cutting control system of round, selected the suitable PLC models, according to working process of cutting the programmable controller's control scheme, draw the ladder diagram, and the programmable controller's control program is compiled.Key Words： Aluminum

9、ingots of round cutting control system; Programmable controller (PLC); Manipulator; Sawing machine目錄第一章 緒論11.1課題研究的背景及意義11.2設(shè)計任務(wù)、設(shè)計要求及設(shè)計參數(shù)11.3基于PLC圓棒鋁錠切割系統(tǒng)的提出21.4論文主要工作31.5本章小結(jié)3第二章 圓棒鋁錠切割控制系統(tǒng)的總體方案設(shè)計52.1圓棒鋁錠切割控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)52.2圓棒鋁錠鋸切數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)要求52.3圓棒鋁錠切割控制系統(tǒng)方案設(shè)計62.4本章小結(jié)7第三章 圓棒鋁錠切割控制系統(tǒng)的組成及硬件設(shè)計83.1圓棒鋁錠切割控制系統(tǒng)的組成8

10、3.1.1機械手上/下料裝置113.1.2前后輥道送料裝置153.1.3鋸床173.2核心器件的選型173.2.1PLC控制系統(tǒng)173.2.2傳感器的選型233.2.3電機的選型253.3變頻器選擇和參數(shù)設(shè)置263.3.1變頻器的選擇263.3.2變頻調(diào)速原理293.3.3變頻器的工作原理293.4圓棒鋁錠切割控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計293.5保護電路的選型313.6直流電源的設(shè)計34第四章 軟件設(shè)計與調(diào)試364.1軟件流程圖364.2 PLC編程軟件的安裝和使用394.3梯形圖設(shè)計42第五章 組態(tài)設(shè)計555.1組態(tài)王簡介555.2組態(tài)王的設(shè)計56第六章 總結(jié)和體會58參考文獻60外文原文和譯文61

11、致謝75附錄77第一章 緒論1.1課題研究的背景及意義裝備制造業(yè)是為國民經(jīng)濟各行業(yè)以及國防建設(shè)提供裝備的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，是國家綜合實力的集中體現(xiàn)。其中機床制造業(yè)在裝備制造業(yè)占有重要地位，而數(shù)控機床又是機床制造業(yè)中高附加值的核心產(chǎn)品，機床的自動化程度，對機床的加工速度、加工效率、加工精度等性能影響比較大，也是機床劃分檔次的一個重要參數(shù)。所以應(yīng)該加快機床產(chǎn)品數(shù)控化發(fā)展步伐，數(shù)控系統(tǒng)作為數(shù)控機床的“心臟”，起到了全關(guān)重要的作用。20世紀(jì)50年代末起至今是綜合自動化時期，這一時期空間技術(shù)迅速發(fā)展，迫切需要解決多變量系統(tǒng)的最優(yōu)控制問題。于是誕生了現(xiàn)代控制理論。“自動化(Automation)”是美國人D.S

12、.Harder于1936年提出的他認(rèn)為在一個生產(chǎn)過程中，機器之間的零件轉(zhuǎn)移不用人去搬運就是“自動化”。自動化的概念是一個動態(tài)發(fā)展過程。過去，人們對自動化的理解或者說自動化的功能目標(biāo)是以機械的動作代替人力操作，自動地完成特定的作業(yè)。這實質(zhì)上是自動化代替人的體力勞動的觀點。后來隨著電子和信息技術(shù)的發(fā)展，特別是隨著計算機的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用，自動化的概念已擴展為用機器(包括計算機)不僅代替人的體力勞動而且還代替或輔助腦力勞動，以自動地完成特定的作業(yè)。自動化的廣義內(nèi)涵至少包括以下幾點：在形式方面，制造自動化有三個方面的含義：代替人的體力勞動，代替或輔助人的腦力勞動，制造系統(tǒng)中人機及整個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、管理、控

13、制和優(yōu)化。在功能方面，自動化代替人的體力勞動或腦力勞動僅僅是自動化功能目標(biāo)體系的一部分。自動化的功能目標(biāo)是多方面的，已形成一個有機體系。在范圍方面，制造自動化不僅涉及到具體生產(chǎn)制造過程，而是涉及產(chǎn)品生命周期所有過程。1.2設(shè)計任務(wù)、設(shè)計要求及設(shè)計參數(shù)一、設(shè)計任務(wù)1、熟悉題目要求，查閱相關(guān)科技文獻2、方案設(shè)計（包括方案論證與確定、技術(shù)經(jīng)濟分析等內(nèi)容）3、硬件和軟件設(shè)計（其中還包括理論分析、設(shè)計計算、實驗及數(shù)據(jù)處理、設(shè)備及元器件選擇等）4、撰寫設(shè)計說明書（畢業(yè)論文），繪制圖紙5、指定內(nèi)容的外文資料翻譯6、其它二、畢業(yè)設(shè)計（論文）的主要內(nèi)容、功能及技術(shù)指標(biāo)畢業(yè)設(shè)計（論文）的主要內(nèi)容查閱資料，按任務(wù)要

14、求設(shè)計方案，確定PLC控制系統(tǒng)的配置，完成硬件設(shè)計，完成梯形圖與軟件流程的設(shè)計及仿真，設(shè)計控制系統(tǒng)的組態(tài)王，并撰寫設(shè)計說明書。設(shè)計實現(xiàn)的主要功能：主要設(shè)計部分包括：（1）上料裝置設(shè)計；（2）送料裝置設(shè)計；（3）專用夾具設(shè)計；1、控制要求接通電源后，圓棒鋁錠切割機自動復(fù)位上料裝置上料圓棒鋁錠運動到鋸片的位置液壓壓緊裝置將圓棒鋁錠壓緊切割機動作切割完成后切割機上升料頭料尾翻轉(zhuǎn)機構(gòu)動作圓棒鋁錠送至下料裝置。2、通過組態(tài)實現(xiàn)上位監(jiān)控；主要技術(shù)指標(biāo)（1）系統(tǒng)的電源為220V/50HZ的工頻交流電。（2）PLC的型號：FX系列PLC（3）切割機選用帶鋸；（4）鋸片往復(fù)一個周期的時間；（5）鋁錠經(jīng)過每個工藝

15、時會有限位開關(guān)，然后做出相應(yīng)的動作。1.3基于PLC圓棒鋁錠切割系統(tǒng)的提出日前鋸切在很多行業(yè)都有應(yīng)用，采用的數(shù)控系統(tǒng)多種多樣，采用的技術(shù)也是多種多樣。通過閱讀鋸切的文獻得到目前采用的技術(shù)主要是采用PLC作為核心處理器、采用單片機作為核心處理器、采用DSP作為核心處理器、采用PC為核心處理器等形式。（1）采用16位單片機作為核心處理器，設(shè)計了基于單片機的定尺飛鋸切割機控制系統(tǒng)，采用了增量式光電編碼器來實現(xiàn)位置的檢測，80C196KB單片機采用增量式位置PID控制算法，通過計算鋼管定尺點與鋸片的位置差來判斷鋸車的啟動、加速。（2）采用DSP芯片為控制器設(shè)計了采用DSP的定尺飛鋸控制系統(tǒng)。他在比較指

16、數(shù)加減速、直線加減速、S曲線加減速等電機加減速控制策略的基礎(chǔ)上提出了一種基于多項式逼近的三角函數(shù)加減速速度控制策略，采用矢量控制算實現(xiàn)變頻器控制。在基于T1公司TMS230F2407芯片為核心處理器設(shè)計了飛鋸控制器采用液晶顯示屏為上位機界面顯示。（3）采用PLC與E位機作為系統(tǒng)的核心，設(shè)計新型數(shù)控仿形鋸切機的控制系統(tǒng)，首先利用工業(yè)計算機（PC)對要加的數(shù)據(jù)進行處理，當(dāng)上位機處理完的運算結(jié)果與控制信息發(fā)送到PLC中，然后PLC給執(zhí)行元件發(fā)出控制指令，控制變頻器、伺服驅(qū)動器等執(zhí)行元件工作，最后控制鋸片進行鋸切加工。檢測傳感器實時檢測狀態(tài)，然后將信息反饋給上位機，上位機經(jīng)過程序處理后，再發(fā)出相應(yīng)指令

17、，實時的控制執(zhí)行機構(gòu)運動。同時上位機采用圖形顯示的形式顯示狀態(tài)，方便操作人員實時監(jiān)控設(shè)備。在分析往復(fù)鋸切機的進給運動與傳動運動的規(guī)律機床上，設(shè)計了以工控機、運動控制卡、步進電機為硬件基礎(chǔ)的數(shù)控曲線往復(fù)鋸機的專用數(shù)控系統(tǒng)，PC機根據(jù)鋸切加工要求發(fā)出相應(yīng)控制指令，然后根據(jù)鋸切命令向各進給電機發(fā)出控制信號，控制驅(qū)動器控制電機運動與定位，同時上位機PC檢測運動控制卡的各種狀態(tài)信號，進行診斷和處理。在分析鋸切加工設(shè)備的市場與目前鋁錠加工設(shè)備數(shù)控系統(tǒng)采用的技術(shù)，本文開發(fā)一種基于PLC的經(jīng)濟性數(shù)控系統(tǒng)，既能解決目前加工設(shè)備的數(shù)控程度低的問題，又能提高鋁錠加工速度、加工精度等性能指標(biāo)。通過市場調(diào)研與分析開發(fā)這

18、樣的專用行業(yè)數(shù)控系統(tǒng)，具有較好的學(xué)術(shù)意義與社會意義。通過前面調(diào)研與分析無論是國內(nèi)的還是國外的鋸切機床人機交互都比較差，針對這個問題可以設(shè)計上位監(jiān)控系統(tǒng)，減輕工人的勞動強度。增加系統(tǒng)操作方便性。1.4論文主要工作本文是在相關(guān)文獻的查閱與深入到企業(yè)考察與調(diào)研的基礎(chǔ)上，針對目前鋁型材鋸切機床的現(xiàn)狀，綜合比較相關(guān)技術(shù)后采用PLC作為控制核心開發(fā)的鋁錠鋸切數(shù)控系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)主要研究一下幾個部分：（1）鋁錠切割控制系統(tǒng)的電氣部分設(shè)計：通過對鋁錠切割控制系統(tǒng)的工藝的分析，圓棒鋁錠的切割工藝過程如下：首先上料機械手將生產(chǎn)好的鋁錠送到給進單元即前輥道，前輥道檢測到鋁錠后開始向前運動，鋁錠運動到鋸片的位置時停止

19、，夾緊裝置動作，鋁錠固定后，鋸切機動作，完成切割動作，切割完成后，夾緊裝置動作松開鋁錠，繼續(xù)由前輥道向后輥道輸送，同時切下的料頭料尾翻轉(zhuǎn)機處理，后輥道檢測到鋁錠時，后輥道動作，并由定長裝置控制鋁錠的長度，運動到定長限位時，夾緊裝置動作，固定好鋁錠，鋸切機動作將料尾切掉，切割完成后由下料機械手下料，這樣就完成了鋁錠的定長切割。通過對鋁錠切割工藝的分析，畫出鋁錠切割的電氣主接線圖。（2）鋁錠切割控制系統(tǒng)的軟件部分設(shè)計：在對鋁錠切割工藝的了解之后，畫出PLC的I/O分配表，并在三菱編程軟件GX-DEVELOPER下編寫程序，實現(xiàn)控制。（3）鋁錠切割控制系統(tǒng)的上位監(jiān)控設(shè)計：完成鋁錠切割控制系統(tǒng)的硬件設(shè)

20、計和軟件設(shè)計之后，在組態(tài)王環(huán)境下實現(xiàn)上位監(jiān)控。1.5本章小結(jié)本章主要介紹了課題的背景意義，對國內(nèi)外鋁錠加工設(shè)備的發(fā)展?fàn)顩r進行了概述，分析了未來鋁型材切割加工設(shè)備的發(fā)展趨勢，同時也根據(jù)相關(guān)研究綜述了目前切割數(shù)控系統(tǒng)采用的技術(shù)與方法，在分析目前我們的鋁錠加工設(shè)備的市場前景以及現(xiàn)在存在的問題，提出了一種基于PLC為控制核心的圓棒鋁錠切割機控制系統(tǒng)。第二章 圓棒鋁錠切割控制系統(tǒng)的總體方案設(shè)計2.1圓棒鋁錠切割控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 圓棒鋁錠鋸切機床主要是由機械本體與數(shù)控系統(tǒng)構(gòu)成，其中機械部分結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-1所示。機械部分主要是鋸床，鋸床主要部件有底坐、床身、立柱；鋸梁和傳動機構(gòu)；導(dǎo)向裝置；工件夾緊；張緊裝

21、置；送料架；液壓傳動系統(tǒng)；電氣控制系統(tǒng)；潤滑及冷卻系統(tǒng)；機床切割鋸頭、機床床身、絲杠導(dǎo)軌等組成。鋁型材鋸切機床的運動主要是分為主運動與進給運動，主運動是電機帶動鋸片轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)切割功能。鋸切機床的切割機頭可以隨著工作臺一起運動。鋁型材鋸切機床上電后進行系統(tǒng)初始化，第二步機床工作時操作人員控制數(shù)控系統(tǒng)讀取加工程序，第三步數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)程序要求發(fā)送驅(qū)動命令給伺服單元，伺服單元控制電機運動帶動鋸切機頭運動到程序控制的位置，第四步數(shù)控系統(tǒng)再發(fā)送命令控制鋸片切割型材，實現(xiàn)一個鋸切流程。在進給運動中電機驅(qū)動輥道運行。2.2圓棒鋁錠鋸切數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)要求傳統(tǒng)意義上的金屬鋸切常被認(rèn)為是簡單的切斷下料工序，隨著現(xiàn)代制

22、造工業(yè)朝著高效、高精度和經(jīng)濟性的方向發(fā)展，鋸切作為金切加工的起點，已成為零件加工過程中重要的組成環(huán)節(jié)。鋸切可以節(jié)約材料，減少二次加工量和提高生產(chǎn)效率，因此鋸床特別是自動化鋸床已廣泛地應(yīng)用于鋼鐵。機械、汽車、造船、石油、礦山和航天等國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域。金屬帶鋸床作為機械加工制造的第一道工序所需設(shè)備，其加工精度和自動化程度直接關(guān)系到后續(xù)工序的效率和質(zhì)量。本文設(shè)計的液壓金屬帶鋸床在工作過程中，鋸頭的上升、下降、鋸切材料的夾緊、松開，及送料過程全部通過液壓系統(tǒng)驅(qū)動和PLC自動控制實現(xiàn)。本課題通過讓學(xué)生對液壓帶鋸床機械傳動系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，對液壓傳動系統(tǒng)及控制系統(tǒng)的綜合設(shè)計，使其進一步鞏固所學(xué)專業(yè)知識，理解PL

23、C的設(shè)計思路，培養(yǎng)對PLC的分析解讀能力，培養(yǎng)初步的數(shù)控機床的設(shè)計能力，為以后工作打下一定的基礎(chǔ)。綜合考慮各方面要求，提出鋁錠數(shù)控鋸切系統(tǒng)技術(shù)要求：本設(shè)計是針對臥式帶鋸機床設(shè)計的，最大切割尺寸410mm，采用變頻電機控制切割速度。設(shè)計的基本參數(shù)如表1-1所示：表1-1本設(shè)計中鋸床的基本參數(shù)序號基本參數(shù)單位規(guī)格1最大切割規(guī)格（最大直徑）mmø4102帶鋸條規(guī)格（寬度×厚度×長度）mm34×1.06×45853鋸輪直徑mmø 5304鋸條速度m/min20/35/50/705主電機功率KW4.06液壓電機功率KW1.57冷卻電機功率KW0

24、.09數(shù)控鋸切系統(tǒng)技術(shù)要求:（1） 系統(tǒng)的電源為220V/50HZ的工頻交流電。（2） PLC的型號：FX系列PLC（3） 切割機選用管排鋸；（4） 鋸片往復(fù)一個周期的時間；（5） 鋁錠經(jīng)過每個工藝時會有限位開關(guān)，然后做出相應(yīng)的動作。2.3圓棒鋁錠切割控制系統(tǒng)方案設(shè)計方案一：基于單片機的定尺飛鋸切割機控制系統(tǒng)，采用了增量式光電編碼器來實現(xiàn)位置的檢測，80C196KB單片機采用增量式位置PID控制算法，通過計算鋼管定尺點與鋸片的位置差來判斷鋸車的啟動、加速。方案二：采用DSP芯片為控制器設(shè)計了采用DSP的定尺飛鋸控制系統(tǒng)。在比較指數(shù)加減速、直線加減速、S曲線加減速等電機加減速控制策略的基礎(chǔ)上提出

25、了一種基于多項式逼近的三角函數(shù)加減速速度控制策略，采用矢量控制算實現(xiàn)變頻器控制。方案三：采用PLC為控制核心實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的方案該方案是采用PLC來實現(xiàn)所有的數(shù)控功能，主要完成技術(shù)要求的功能要求，限位開關(guān)還有傳感器檢測信息通過PLC實現(xiàn)圓棒鋁錠的定長切割。該方案采用流水線工作模式，理解簡單，并且可以方便的在現(xiàn)場進行程序的更改，豐富的診斷功能，迅速的排除故障，多種監(jiān)控及調(diào)試功能，并可通過網(wǎng)絡(luò)完成。綜合分析課題技術(shù)要求與上述三種方案，以及目前鋸切機床的技術(shù)開發(fā)平臺，我們采用第三種方案。利用PLC為控制核心的數(shù)控機床的方法，開發(fā)經(jīng)濟性鋁錠鋸切數(shù)控系統(tǒng)，開發(fā)的這種數(shù)控系統(tǒng)采用流水線的設(shè)計思想，便于后續(xù)功

26、能的擴展及滿足開放性要求。方案中數(shù)控系統(tǒng)具有人際交互界面顯示功能，能夠清晰的顯示加工信息與加工狀態(tài)，方便操作2.4本章小結(jié)本章主要是對鋁錠鋸切機床的工作原理進行詳細介紹，然后根據(jù)目前圓棒鋁錠鋸切機床的技術(shù)水平與發(fā)展趨勢提出了鋁錠鋸切數(shù)控系統(tǒng)的技術(shù)要求，根據(jù)這一要求提出了系統(tǒng)的整體設(shè)計方案，適合鋁錠鋸切機床的功能要求與技術(shù)創(chuàng)新。第三章 圓棒鋁錠切割控制系統(tǒng)的組成及硬件設(shè)計硬件是數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)其功能的基礎(chǔ)，硬件設(shè)計的好壞關(guān)系到系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性，以及系統(tǒng)的抗干擾能力。在硬件設(shè)計之前，首先要按照系統(tǒng)設(shè)計方案的要求，選擇實現(xiàn)該模塊功能的元件。本章主要是按照系統(tǒng)方案對系統(tǒng)的各個模塊進行分析與設(shè)計。3.1

27、圓棒鋁錠切割控制系統(tǒng)的組成圓棒鋁錠切割控制系統(tǒng)的組成單元包括：上料裝置、前輥道送料裝置、鋸切系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、后輥道送料裝置、下料機械手。機械部分：主要部件有：底坐、床身、立柱、鋸梁和傳動機構(gòu)、導(dǎo)向裝置、工件夾緊、張緊裝置、送料架、床身是焊接結(jié)構(gòu)用以支撐機床的各個部件，并將機床緊固在地基上。工作臺緊固于床身上面,位于工作臺面上的虎鉗,在其夾緊油缸的作用下,沿水平方向運動以夾緊或松開工件。液壓、冷卻系統(tǒng)：液壓系統(tǒng)由泵、閥、油缸、油箱、管路等元輔件組成的液壓回路，電氣控制系統(tǒng)；液壓裝置設(shè)在機床的左側(cè)面,液壓泵、液壓閥、集成塊均安裝在床身上。冷卻:本設(shè)計中的冷卻液冷卻系統(tǒng)由冷卻池、冷卻電泵和

28、管路組成。將冷卻液倒入床身冷卻液箱內(nèi),直至冷卻液油標(biāo)3/4高度為止。注意:冷卻箱內(nèi)沒有冷卻液時,不允許啟動冷卻泵,并要定期檢查冷卻液油標(biāo)高度、清潔度。電氣控制系統(tǒng)：電氣箱、控制箱、接線盒、行程開關(guān)、電磁鐵等組成的控制回路，用來控制鋸條的回轉(zhuǎn)、鋸梁的升降、工件的夾緊等，使之按一定的工作程序來實現(xiàn)正常切削循環(huán)。機床所用電源為350hz 380v。機床設(shè)置的SQ6為帶鋸條下降位行程開關(guān),SQ8為鋸條上升位行程開關(guān)。鋸架：鋸架為一個“凹“形焊接結(jié)構(gòu),整個鋸架與垂直進刀方向成35° 傾斜,右端背面與蝸輪箱相連接。主動鋸輪安裝在蝸輪減速機的輸出軸上,從動鋸輪位于鋸架的左端。在兩鋸輪中間兩導(dǎo)向臂,

29、右導(dǎo)向臂固定,左導(dǎo)向臂可以沿其導(dǎo)軌面橫向滑動,隨工仵大小而調(diào)整。鋸條導(dǎo)向座起到將鋸條垂直于工作臺面,扭轉(zhuǎn)的同時,給鋸條以適當(dāng)?shù)膲毫?。扭轉(zhuǎn)是以左右兩對(共計四個)“ 導(dǎo)輪”進行預(yù)約束,再用兩對“移動、固定導(dǎo)向塊”夾住,保持垂直度。另外,在導(dǎo)向座內(nèi),有浮動“支撐滾輪”,支撐鋸條的背部。立柱安裝在床身上,鋸架滑套緊固在鋸架凹處右端,鋸架沿立柱外圓做升降運動。為保證機床上下運動的穩(wěn)定性,在另端裝有輔助支撐導(dǎo)柱,鋸架的升降可以實現(xiàn)鋸切工作的進給和退刀。托料架:該裝置位于工作臺后方,送料時托料輥在油缸作用下向上升起的同時,將被切材料托起,起輔助送料作用,當(dāng)被切材料需要微動時,可通過該裝置上的手輪調(diào)整。鋸床

30、以圓鋸片、鋸帶或鋸條等為刀具，鋸切金屬圓料、方料、管料和型材等的機床。鋸床的加工精度一般都不很高，多用于備料車間切斷各種棒料、管料等型材。由主動輪和從動輪帶動鋸條運轉(zhuǎn)，鋸條斷料方向由導(dǎo)軌控制架控制。通過調(diào)整自轉(zhuǎn)軸承將帶鋸條調(diào)正調(diào)直經(jīng)過掃削器將鋸削掃掉。由液壓油缸活塞桿支撐導(dǎo)軌控制架下落進鋸斷料，帶鋸床上裝有手動或液壓油缸夾料鎖緊機構(gòu)，以及液壓操作閥開關(guān)等。1、幾種常用鋸床的介紹(1)圓鋸床：圓鋸片作旋轉(zhuǎn)的切削運動，同時隨鋸刀箱作進給運動，圓鋸床按鋸片進給方向又分為臥式(水平進給)、立式(垂直進給)和擺式（繞一支點擺動進給）3種。此外還有各種專用圓鋸床，如用于切割大型鑄件澆冒口的搖頭鋸床；用于鋼

31、軌鋸切和鉆孔的鋸鉆聯(lián)合機床。 (2)帶鋸床 ：環(huán)形鋸帶張緊在兩個鋸輪上，并由鋸輪驅(qū)動鋸帶進行切割。帶鋸床主要有立式和臥式兩種。立式帶鋸床的鋸架垂直設(shè)置，切割時工件移動，用以切割板料和成形零件的曲線輪廓，還可把鋸帶換成銼鏈或砂帶，進行修銼或打磨。臥式帶鋸床的鋸架水平或傾斜布置，沿垂直方向或繞一支點擺動的方向進給，鋸帶一般扭轉(zhuǎn)40°，以保持鋸齒與工件垂直。臥式又分為剪刀式、雙立柱、單立柱式帶鋸床；根據(jù)使用情況分為手動型（經(jīng)濟型手動送料手動切割物料）、自動型；根據(jù)使用控制器的自動化程序可分為手動型（半自動手動送料）全自動型（自動送料自動切割）；根據(jù)切割角度要求分為角度鋸

32、床（能鋸切角度90度45度）無角度即90度垂直切割。(3)弓鋸床 ：裝有鋸條的鋸弓作往復(fù)運動，以鋸架繞一支點擺動的方式進給，機床結(jié)構(gòu)簡單，體積小，但效率較低。弓鋸床鋸條的運動軌跡有直線和弧線兩種。弧線運動時鋸弓繞一支點擺動一小角度，每個鋸齒的切入量較大，排屑容易，效率較高，新式弓鋸床大多采用這種方式。 2、鋸床的機械結(jié)構(gòu)鋸床主要部件有底坐；床身、立柱；鋸梁和傳動機構(gòu)；導(dǎo)向裝置；工件夾緊；張緊裝置；送料架；液壓傳動系統(tǒng)；電氣控制系統(tǒng)；潤滑及冷卻系統(tǒng)； 底座 底座為鋼板焊接而成的箱形結(jié)構(gòu),床身、立柱固定其上， 圓鋸床底座內(nèi)腔有較大空間，前左側(cè)為電氣按鈕控制箱

33、，右側(cè)為電氣配電板箱，中間由鋼板焊成的液壓油箱，腔內(nèi)裝有液壓泵站，液壓管路，右側(cè)為冷卻切削液箱及水泵，底四角有地腳螺栓孔。 床身：床身為鑄鐵件，固定在底座上，立柱由一大小圓柱組成，大圓立柱作為鋸架動的導(dǎo)軌，是用以支撐鋸梁上下升降運動，并保證精確的導(dǎo)向，小圓柱起輔助作用，從而保證鋸條的正常切削。中間為夾料虎鉗和手動送料機構(gòu)，虎鉗前方連接有承接成品件的工作臺，左側(cè)的夾緊裝置為夾緊絲桿穿過液壓夾緊油缸桿內(nèi)孔，轉(zhuǎn)動手輪或按動按鈕，使左鉗口左右運動。 鋸梁和傳動機構(gòu) ：由厚鋼板切割成形焊接而成，具有較強的剛性，其右后側(cè)固定有蝸輪箱，箱內(nèi)的蝸輪與鋸梁上面的主動輪固接，二者同步

34、旋轉(zhuǎn)，左側(cè)為被動輪和鋸條張緊位置。鋸條的回轉(zhuǎn)運動由主電機、皮帶輪、蝸輪付經(jīng)兩級變速將驅(qū)動為傳遞到主動輪，再由主動輪、鋸條驅(qū)動被動輪來實現(xiàn)的，鋸條運轉(zhuǎn)速度共三檔。 鋸條導(dǎo)向裝置 ：安裝在鋸梁支板的導(dǎo)向裝置由左、右導(dǎo)向臂與導(dǎo)向頭組成，左、右導(dǎo)向臂都可沿燕尾榫移動（或右導(dǎo)向臂固定在立柱套上），調(diào)整兩導(dǎo)向臂間距離比工件尺寸寬40mm左右。導(dǎo)向裝置用于改變鋸條的安裝角，使鋸條與工作臺垂直，為保證鋸條的切削精度，減少振動，在左右導(dǎo)向臂各裝有一組導(dǎo)向輪（滾動軸承）和耐磨的導(dǎo)向塊，鋸條背部也有耐磨合金的導(dǎo)向塊。 夾緊機構(gòu) ：右虎鉗固定在床身上，夾緊絲桿穿過液壓夾緊油缸內(nèi)

35、孔， 液壓鋸床由絲桿連接左虎鉗沿導(dǎo)軌左右移動，當(dāng)左虎鉗距離工件10-30MM時連接。手按控制面板的鉗緊或鉗松按鉗，使工件夾緊或松開。張緊裝置：張緊裝置是由滑板座、滑板、絲桿等組成，當(dāng)要將鋸條張緊時，用扭力扳手按順時針方向旋轉(zhuǎn)可張緊鋸條，處于工作狀態(tài)。如鋸床處于長時間停機狀態(tài)，扭力扳手向逆時針方向旋轉(zhuǎn)鋸條松開，松開鋸條后可更換新鋸條。 3、工作原理（1）液壓傳動系統(tǒng)由泵、閥、油缸、油箱、管路等元輔件組成的液壓回路，在電氣控制下完成鋸梁的升降，工件的夾緊。通過調(diào)速閥可實行進給速度的無級調(diào)速，達到對不同材質(zhì)工件的鋸切需要。電氣控制系統(tǒng)由電氣箱、控制箱、接線盒、行程開關(guān)、電磁鐵等組成的控制回

36、路，用來控制鋸條的回轉(zhuǎn)、鋸梁的升降、工件的夾緊等，使之按一定的工作程序來實現(xiàn)正常切削循環(huán)。（2）潤滑系統(tǒng)開車前必須按機床潤滑部位（鋼絲刷軸、蝸輪箱、主動軸承座、蝸桿軸承、升降油缸上下軸、活動虎鉗滑動面夾緊絲桿）要求加油。蝸輪箱內(nèi)的蝸輪、蝸桿采用30號機油油浴潤滑，由蝸輪箱上部的油塞孔注入，箱仙面?zhèn)溆杏蜆?biāo)，當(dāng)鋸梁位于最低位置時，油面應(yīng)位于油標(biāo)的上、下限之間。試用一個月后應(yīng)換油，以后每隔36個月?lián)Q油1次，蝸輪箱下部設(shè)有放油塞。 （3）鋸條傳動安裝在蝸輪箱上的電動機通過皮帶輪，三角膠帶驅(qū)動蝸輪箱內(nèi)的蝸桿和蝸輪，帶動主動輪旋轉(zhuǎn)，再驅(qū)動繞在主動被動輪緣上的鋸條進行切削回轉(zhuǎn)運動。鋸條進給運動由升降油缸和調(diào)

37、速閥組成的液壓循環(huán)系統(tǒng)，控制鋸梁下降速度從而控制鋸條的進給（無級調(diào)速）運動。鋸刷旋轉(zhuǎn)在鋸條出屑的地方，并隨著鋸條走鋸的方向旋轉(zhuǎn)，并由冷卻泵供冷卻液清洗，清除鋸齒上的切屑。冷卻液在底座的右側(cè)冷卻切削液箱里，由水泵直接驅(qū)動供冷卻液。（4）按緊停（停止）按鈕，順時針方向旋轉(zhuǎn)，油泵電機工作，齒輪泵工作，油液經(jīng)過濾網(wǎng)進入管路，調(diào)節(jié)溢流閥使系統(tǒng)工作壓力達要求。反之按鈕向內(nèi)壓，所有電機停止工作。工件夾緊按鉗緊按鈕，電磁閥工作，液壓油進入夾油缸左邊，右邊液壓油回油箱，左鉗向工件夾緊。鋸梁下降按工作按鉗，液壓油通過電磁閥進入升降油缸有桿腔；無桿腔液壓油通過電磁閥，單向調(diào)速閥回油箱。鋸梁快降按下降按鈕，液壓通過電

38、磁閥工作，油進入升降油缸有桿腔，無桿腔油通過電磁閥回油箱。鋸梁上升按上升按鈕，液壓油通過電磁閥進入升降油缸的無桿腔；有桿腔油經(jīng)過電磁閥回油箱。工件松開按鉗松按鈕，液壓油通過電磁閥進入夾緊油缸右邊；左邊液壓油能過電磁閥回油箱，左鉗口向左運動工件松開。系統(tǒng)的模擬輸入輸出模塊，使鋸削過程的監(jiān)控具有廣泛的意義，如：鋸床只要增加鋸條變形的反饋，即可對鋸削速度進行自適應(yīng)調(diào)整。增加伺服閥，即可對鋸削過程的速度和位置控制進行優(yōu)化。系統(tǒng)的管理功能使材料和工件的管理更方便。系統(tǒng)的中文界面和實時的圖形狀態(tài)顯示，使操作更友好更直觀。由于系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)PC，使鋸削的網(wǎng)絡(luò)化管理更便捷。 3.1.1機械手上/下料裝

39、置機械手是模仿著人手的部分動作，按給定程序、軌跡和要求實現(xiàn)自動抓取、搬運或操作的自動機械裝置。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機械手被稱為“工業(yè)機械手”。生產(chǎn)中應(yīng)用機械手可以提高生產(chǎn)的自動化水平和勞動生產(chǎn)率:可以減輕勞動強度、保證產(chǎn)品質(zhì)量、實現(xiàn)安全生產(chǎn);尤其在高溫、高壓、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒氣體和放射性等惡劣的環(huán)境中，它代替人進行正常的工作，意義更為重大。因此，在機械加工、沖壓、鑄、鍛、焊接、熱處理、電鍍、噴漆、裝配以及輕工業(yè)、交通運輸業(yè)等方面得到越來越廣泛的引用.機械手的結(jié)構(gòu)形式開始比較簡單，專用性較強，僅為某臺機床的上下料裝置，是附屬于該機床的專用機械手。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，制成了能夠獨立的按程

40、序控制實現(xiàn)重復(fù)操作，適用范圍比較廣的“程序控制通用機械手”，簡稱通用機械手。由于通用機械手能很快的改變工作程序，適應(yīng)性較強，所以它在不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量生產(chǎn)中獲得廣泛的引用。1、機械手的組成機械手主要由執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及位置檢測裝置等所組成。各系統(tǒng)相互之間的關(guān)系如方框圖3-1所示。圖3-1機械手的組成方框圖（一）執(zhí)行機構(gòu)包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的還增設(shè)行走機構(gòu)。手部：即與物件接觸的部件。由于與物件接觸的形式不同，可分為夾持式和吸附式手部。夾持式手部由手指(或手爪)和傳力機構(gòu)所構(gòu)成。手指是與物件直接接觸的構(gòu)件，常用的手指運動形式有回轉(zhuǎn)型和平移型?；剞D(zhuǎn)型手指結(jié)構(gòu)簡單

41、，制造容易，故應(yīng)用較廣泛。平移型應(yīng)用較少，其原因是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但平移型手指夾持圓形零件時，工件直徑變化不影響其軸心的位置，因此適宜夾持直徑變化范圍大的工件。手指結(jié)構(gòu)取決于被抓取物件的表面形狀、被抓部位(是外廓或是內(nèi)孔)和物件的重量及尺寸。常用的指形有平面的、V形面的和曲面的:手指有外夾式和內(nèi)撐式;指數(shù)有雙指式、多指式和雙手雙指式等。而傳力機構(gòu)則通過手指產(chǎn)生夾緊力來完成夾放物件的任務(wù)。傳力機構(gòu)型式較多，常用的有:滑槽杠桿式、連桿杠桿式、斜面杠桿式、齒輪齒條式、絲杠螺母彈簧式和重力式等。吸附式手部主要由吸盤等構(gòu)成，它是靠吸附力(如吸盤內(nèi)形成負壓或產(chǎn)生電磁力)吸附物件，相應(yīng)的吸附式手部有負壓吸盤和

42、電磁盤兩類。對于輕小片狀零件、光滑薄板材料等，通常用負壓吸盤吸料。造成負壓的方式有氣流負壓式和真空泵式。對于導(dǎo)磁性的環(huán)類和帶孔的盤類零件，以及有網(wǎng)孔狀的板料等，通常用電磁吸盤吸料。電磁吸盤的吸力由直流電磁鐵和交流電磁鐵產(chǎn)生。用負壓吸盤和電磁吸盤吸料，其吸盤的形狀、數(shù)量、吸附力大小，根據(jù)被吸附的物件形狀、尺寸和重量大小而定。此外，根據(jù)特殊需要，手部還有勺式(如澆鑄機械手的澆包部分)、托式(如冷齒輪機床上下料機械手的手部)等型式.手腕：是連接手部和手臂的部件，并可用來調(diào)整被抓取物件的方位(即姿勢)。手臂：手臂是支承被抓物件、手部、手腕的重要部件。手臂的作用是帶動手指去抓取物件，并按預(yù)定要求將其搬運

43、到指定的位置.工業(yè)機械手的手臂通常由驅(qū)動手臂運動的部件(如油缸、氣缸、齒輪齒條機構(gòu)、連桿機構(gòu)、螺旋機構(gòu)和凸輪機構(gòu)等)與驅(qū)動源(如液壓、氣壓或電機等)相配合，以實現(xiàn)手臂的各種運動。手臂在進行伸縮或升降運動時，為了防止繞其軸線的轉(zhuǎn)動，都需要有導(dǎo)向裝置，以保證手指按正確方向運動。此外，導(dǎo)向裝置還能承擔(dān)手臂所受的彎曲力矩和扭轉(zhuǎn)力矩以及手臂回轉(zhuǎn)運動時在啟動、制動瞬間產(chǎn)生的慣性力矩，使運動部件受力狀態(tài)簡單。導(dǎo)向裝置結(jié)構(gòu)形式，常用的有:單圓柱、雙圓柱、四圓柱和V形槽、燕尾槽等導(dǎo)向型式。立柱：立柱是支承手臂的部件，立柱也可以是手臂的一部分，手臂的回轉(zhuǎn)運動和升降(或俯仰)運動均與立柱有密切的聯(lián)系。機械手的立往通

44、常為固定不動的，但因工作需要，有時也可作橫向移動，即稱為可移式立柱。行走機構(gòu)：當(dāng)工業(yè)機械手需要完成較遠距離的操作，或擴大使用范圍時，可在機座上安裝滾輪、軌道等行走機構(gòu)，以實現(xiàn)工業(yè)機械手的整機運動。滾滾輪輪式式布行走機構(gòu)可分為有軌的和無軌的兩種。驅(qū)動滾輪運動則應(yīng)另外增設(shè)機械傳動裝置。機座：機座是機械手的基礎(chǔ)部分，機械手執(zhí)行機構(gòu)的各部件和驅(qū)動系統(tǒng)均安裝于機座上，故起支撐和連接的作用。(二)驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動系統(tǒng)是驅(qū)動工業(yè)機械手執(zhí)行機構(gòu)運動的動力裝置，通常由動力源、控制調(diào)節(jié)裝置和輔助裝置組成。常用的驅(qū)動系統(tǒng)有液壓傳動、氣壓傳動、電力傳動和機械傳動。(三)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)是支配著工業(yè)機械手按規(guī)定的要求運動的

45、系統(tǒng)。目前工業(yè)機械手的控制系統(tǒng)一般由程序控制系統(tǒng)和電氣定位(或機械擋塊定位)系統(tǒng)組成?？刂葡到y(tǒng)有電氣控制和射流控制兩種，它支配著機械手按規(guī)定的程序運動，并記憶人們給予機械手的指令信息(如動作順序、運動軌跡、運動速度及時間)，同時按其控制系統(tǒng)的信息對執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出指令，必要時可對機械手的動作進行監(jiān)視，當(dāng)動作有錯誤或發(fā)生故障時即發(fā)出報警信號。(四)位置檢測裝置控制機械手執(zhí)行機構(gòu)的運動位置，并隨時將執(zhí)行機構(gòu)的實際位置反饋給控制系統(tǒng)，并與設(shè)定的位置進行比較，然后通過控制系統(tǒng)進行調(diào)整，從而使執(zhí)行機構(gòu)以一定的精度達到設(shè)定位置。2、機械手的分類工業(yè)機械手的種類很多，關(guān)于分類的問題，目前在國內(nèi)尚無統(tǒng)一的分類標(biāo)準(zhǔn)

46、，在此暫按使用范圍、驅(qū)動方式和控制系統(tǒng)等進行分類。(一)按用途分機械手可分為專用機械手和通用機械手兩種:1、專用機械手它是附屬于主機的、具有固定程序而無獨立控制系統(tǒng)的機械裝置。專用機械手具有動作少、工作對象單一、結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠和造價低等特點，適用于大批量的自動化生產(chǎn)，如自動機床、自動線的上、下料機械手和“加口工中心”附屬的自動換刀機械手。2、通用機械手它是一種具有獨立控制系統(tǒng)的、程序可變的、動作靈活多樣的機械手。在規(guī)格性能范圍內(nèi)，其動作程序是可變的，通過調(diào)整可在不同場合使用，驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)是獨立的。通用機械手的工作范圍大、定位精度高、通用性強，適用于不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量自動化的生

47、產(chǎn)。通用機械手按其控制定位的方式不同可分為簡易型和伺服型兩種:簡易型以 “開一關(guān)”式控制定位，只能是點位控制: 伺服型具有伺服系統(tǒng)定位控制系統(tǒng)，可以是點位的，也可以實現(xiàn)連續(xù)軌跡控制，一般的伺服型通用機械手屬于數(shù)控類型。(二)按驅(qū)動方式分1、液壓傳動機械手是以液壓的壓力來驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)運動的機械手。其主要特點是:抓重可達幾百公斤以上、傳動平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、動作靈敏。但對密封裝置要求嚴(yán)格，不然油的泄漏對機械手的工作性能有很大的影響，且不宜在高溫、低溫下工作。若機械手采用電液伺服驅(qū)動系統(tǒng)，可實現(xiàn)連續(xù)軌跡控制，使機械手的通用性擴大，但是電液伺服閥的制造精度高，油液過濾要求嚴(yán)格，成本高。2、氣壓傳動機械手是

48、以壓縮空氣的壓力來驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)運動的機械手。其主要特點是:介質(zhì)李源極為方便，輸出力小，氣動動作迅速，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。但是，由于空氣具有可壓縮的特性，工作速度的穩(wěn)定性較差，沖擊大，而且氣源壓力較低，抓重一般在30公斤以下，在同樣抓重條件下它比液壓機械手的結(jié)構(gòu)大，所以適用于高速、輕載、高溫和粉塵大的環(huán)境中進行工作。3、機械傳動機械手即由機械傳動機構(gòu)(如凸輪、連桿、齒輪和齒條、間歇機構(gòu)等)驅(qū)動的機械手。它是一種附屬于工作主機的專用機械手，其動力是由工作機械傳遞的。它的主要特點是運動準(zhǔn)確可靠，動作頻率大，但結(jié)構(gòu)較大，動作程序不可變。它常被用于工作主機的上、下料。4、電力傳動機械手即有特殊結(jié)構(gòu)的感應(yīng)電

49、動機、直線電機或功率步進電機直接驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)運動的機械手，因為不需要中間的轉(zhuǎn)換機構(gòu)，故機械結(jié)構(gòu)簡單。其中直線電機機械手的運動速度快和行程長，維護和使用方便。此類機械手目前還不多，但有發(fā)展前途。如圖3-2所示為工業(yè)機械手示意圖。是由電力驅(qū)動的。圖 3-2機械手示意圖機械手從A點抓取工件右行到B點，放下工件，然后返回到A點，抓取下件工件，依此反復(fù)。步進電機作為機械手上行，下行和左行、右行的動力機構(gòu)。因為步進電機具有以下特點：1)即使不用傳感器，也能精確定位；2)根據(jù)給定的脈沖周期，能夠以任意速度轉(zhuǎn)動：3)即使處于停止?fàn)顟B(tài)，對定子勵磁也能保持制動轉(zhuǎn)矩。本設(shè)計是將堆垛好的鋁錠放到前輥道，三種上料裝置比

50、較后選用上料機械手，而按機械手手臂的不同運動形式及其組合情況，其座標(biāo)型式可分為直角座標(biāo)式、圓柱座標(biāo)式、球座標(biāo)式和關(guān)節(jié)式。由于本機械手在上下料時手臂具有升降、收縮，無旋轉(zhuǎn)，因此，可采用直角座標(biāo)型式。本課題要抓取的是一圓柱形物體，所以可采用夾持式手部，直接采取氣爪即可。被抓取工件是水平放置，手腕無需設(shè)有回轉(zhuǎn)運動。因此，手腕設(shè)計并無太大要求，只需連接手臂與手部即可。按照抓取工件的要求，本機械手的手臂有三個自由度，即手臂的伸縮、左右回轉(zhuǎn)和升降(或俯仰)運動。手臂的回轉(zhuǎn)和升降運動是通過立柱來實現(xiàn)的，立柱的橫向移動即為手臂的橫移。手臂的各種運動由氣缸來實現(xiàn)。以液壓的壓力來驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)運動的機械手。其主要特

51、點是:抓重可達幾百公斤以上、傳動平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、動作靈敏。但對密封裝置要求嚴(yán)格，不然油的泄漏對機械手的工作性能有很大的影響，且不宜在高溫、低溫下工作。3.1.2前后輥道送料裝置在鋁廠中，輥道是用來縱向運輸軋件的。鋁錠鑄造后，一般都通過輥道將鑄造好的坯料送往軋機軋制或切割機切割等。在一些精整作業(yè)線上，軋件的縱向運輸也往往由輥道進行。輥道是實現(xiàn)車間機械化的一種重要運輸設(shè)備，廣泛地用于各種作業(yè)線上。輥道長度往往貫穿整個生產(chǎn)作業(yè)線，設(shè)備重量大，占車間設(shè)備總重量的2030，有的車間甚至達到40%60 %。而且，鋁錠切割機前后的輥道運轉(zhuǎn)情況還直接影響鋁錠的產(chǎn)量。因此，正確合理地設(shè)計和維護輥道，對于減輕車間

52、設(shè)備重量和提高軋鋼機產(chǎn)量具有重要意義。根據(jù)工作性質(zhì)的不同，輥道主要分為兩大類。(1)運輸輥道 ：運輸輥道的主要作用是運輸軋件。圖1是某初軋車間的輥道布置簡圖。其中，受料輥道1是用來接受運錠車送來的鋁錠，并將其送往鋁錠旋轉(zhuǎn)臺輥道2上。根據(jù)需要，鋁錠在旋轉(zhuǎn)臺上旋轉(zhuǎn)1800后，通過輥道2和輸入輥道3送往初軋機7軋制。由初軋機軋出的軋件，則通過軋機輸出輥道11輸往剪切機。上述輥道都是用來運送鋼錠或軋件的，稱為運輸輥道。 1、受料輥道；2、鋁錠旋轉(zhuǎn)臺輥道；3、切割機/軋機輸入輥道；4、5、9、10工作輥道6、8、機架輥；7、初軋機；11、軋機輸出輥道圖3-3 初軋/切割車間輥道布置簡圖(2)工作輥道 工

53、作輥道直接布置在軋鋼機工作機座前后。工作輥道，除了在軋制前將輸入輥道送來的鋁錠送往鋸切機以及在切割后將鋁錠送往輸出輥道，還直接參加軋件的軋制工作，即在軋制過程中，這些輥道還要運轉(zhuǎn)，故稱為工作輥道。其中，輥道的輥子直接安裝在初軋機機架上，稱為機架輥；在軋制的每一道次中，它們都要運轉(zhuǎn)，稱為主要工作輥道。運輸輥道：根據(jù)輥子傳動方式，運輸輥道可分為集體驅(qū)動、單獨驅(qū)動以及沒有驅(qū)動的空轉(zhuǎn)輥道三種。集體驅(qū)動輥道由410個輥子組成一組，這些輥子都由一個電動機驅(qū)動。集體驅(qū)動輥道主要用來運輸短而重的軋件，或用在輥道工作條件較繁重的場合。由于軋件重量集中作用在幾個輥子上，每個輥子承受較大負荷，采用集體驅(qū)動可以減少輥

54、道電動機功率。單獨驅(qū)動輥道的每一個輥子(或每兩個輥子)都由各自的電動機驅(qū)動，一般用來運輸長軋件。此時，由于每個輥子承受較小的負荷，采用單獨驅(qū)動輥道可使輥道結(jié)構(gòu)簡單?？辙D(zhuǎn)輥道由一組沒有驅(qū)動裝置的輥子組成，一般用在加熱爐出口側(cè)。這種輥道與地平面傾斜布置，軋件從加熱爐出來后，靠軋件重力作用向下移動。這種輥道也稱為重力輥道。 輥道機是屬于物流機械設(shè)備中的機電一體化技術(shù)的范疇，通過運用PLC的編程方法和人機界面的應(yīng)用方法,實現(xiàn)對物流設(shè)備輥道機中有關(guān)的機械設(shè)備實施電氣控制來實現(xiàn)調(diào)頻調(diào)速。輥道式輸送機是一種重要的連續(xù)輸送機械，具有以下幾個特點：（1）可以不間斷的搬運貨物；（2）沿固定的路線輸送貨物，動作單一

55、，故結(jié)構(gòu)簡單，便于實現(xiàn)自動控制；通用性較差；（3）大多說連續(xù)輸送機不能自行取貨，因而需要采用一定的供料設(shè)備。大多說連續(xù)輸送機不能自行取貨，因而需要采用一定的供料設(shè)備。通過PLC技術(shù)和現(xiàn)場總線控制技術(shù)在物流機械輥道機中的應(yīng)用，即對輥道機中的有關(guān)機械電氣設(shè)備進行調(diào)速控制，可以大大加快物品的輸送、加工、歸類速度。實現(xiàn)物流管理運輸更加完善先進，提高國家物流事業(yè)的水平。3.1.3鋸床鋸削下料長度通過調(diào)節(jié)標(biāo)尺與返回到位開關(guān)的相對位置來實現(xiàn)，下料數(shù)量由計數(shù)器實現(xiàn)，各動作的完成由到位開關(guān)檢測。鋸床上裝配光柵尺進行位置測量鋸削速度由變頻器進行控制。各動作的邏輯關(guān)系由繼電器完成，驅(qū)動由動力油缸、異步電機完成，控制

56、由電磁閥完成。3.2核心器件的選型3.2.1PLC控制系統(tǒng)在PLC系統(tǒng)設(shè)計時，確定了系統(tǒng)的設(shè)計方案后，下一步就是PLC工程設(shè)計選型，工藝流程的特點和應(yīng)用要求是設(shè)計選型的主要依據(jù)。PLC及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的、標(biāo)準(zhǔn)的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則選型所選用PLC應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運業(yè)績、成熟可靠的系統(tǒng)，PLC的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求想適應(yīng)。熟悉可編程控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語言有利于縮短編程時間，因此，工程設(shè)計選型和估算時，應(yīng)祥細分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點數(shù)、所需

57、存儲容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價格比的PLC和設(shè)計相應(yīng)的控制系統(tǒng)。1、PLC介紹輸入輸出（I/O）接口I/O接口是PLC與工業(yè)現(xiàn)場的輸入輸出設(shè)備之間的連接部件，包括數(shù)字I/O和模擬I/O兩種。I/O接口一般都具有光電隔離和濾波部件，其作用是把PLC與外部電路隔離開，以提高PLC的抗干擾能力。PLC采用掃描工作方式，通過“采集輸入量，執(zhí)行程序，輸出控制量”的循環(huán)掃描方式實現(xiàn)程序的運行，掃描就是從第一條指令開始，在無中斷或跳轉(zhuǎn)控制的情況下，按程序存儲的地址號執(zhí)行指令，直至最后一條指令，然后再從頭開始掃描，如此循環(huán)。從“輸入采樣-執(zhí)行程序-輸出刷新”所用

58、的時間稱為一個掃描周期（1）輸入采樣階段在輸入采樣階段，PLC以掃描方式按順序?qū)λ休斎攵说妮斎霠顟B(tài)進行采樣，并存入輸入狀態(tài)寄存器中，接著進入程序執(zhí)行階段，在程序執(zhí)行階段或輸出階段，即使輸入狀態(tài)發(fā)生變化，輸入狀態(tài)寄存器中的內(nèi)容也不會改變，輸入狀態(tài)的變化要到下一步掃描周期的輸入采樣階段才能被讀入。（2）程序執(zhí)行階段在程序執(zhí)行階段，PLC對程序按順序逐行進行掃描并執(zhí)行，在梯形圖中，程序總是按先上后下，先左后右的順序進行，CPU執(zhí)行程序是根據(jù)輸入狀態(tài)寄存器中的內(nèi)容按用戶編好的程序要求進行運算處理，運算結(jié)果存入輸出狀態(tài)寄存器中，在這個階段CPU與輸入輸出端的狀態(tài)無聯(lián)系。（3）輸出刷新階段 當(dāng)程序執(zhí)行完畢后，輸出狀態(tài)寄存器中的內(nèi)容轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器輸出，驅(qū)動外部負載。由于PLC對輸入狀態(tài)的采樣只在輸入采樣階段進行，當(dāng)PLC進行程序執(zhí)行階段后輸入端的狀態(tài)變化CPU無法讀取，要到下一掃描周期開始的輸入采樣