曲线铝合金型材端部自动切割机控制系统设计
摘 要本论文重点研究了系统的方案设计以及系统主要硬件的选用和软件的设计过程。根据课题的一些设计要求，完成了控制系统的设计。在论文中介绍了一些主要元器件和软件的选型应用，并且绘制了整个控制系统的控制流程图；进行了I/O点数的分配和PLC类型的选择；根据控制系统设计要求绘制了接线原理图和控制梯形图；最后，用触摸屏软件设计了主控制画面。
目 录
1绪论 1
1.1 引言 1
1.2 选题背景和意义 1
1.3 国内外现状及发展 2
2系统的方案设计 3
2.1主要控制对象 3
2.2控制系统的设计要求 3
2.3控制系统的方案设计 3
2.4传动方案设计 4
2.5安全方案设计 5
2.6显示界面和输入方案设计 5
3系统的硬件设计 6
3.1总体设计 6
3.2电机的选择 7
3.2.1选择电动机的类型 7
3.2.2确定电动机的功率 7
3.2.3确定电动机的型号 8
3.3 气缸的选择 8
3.4电磁阀的选择 11
3.5接近开关的选择 12
3.6磁性开关的选择 13
3.7断路器的选择 14
3.8接触器的选择 15
3.9熔断器的选择 15
3.10 PLC的选型 15
4 PLC控制程序的编写 20
4.1 PLC程序的动作要求 20
4.2编程软件 20
4.3控制系统PLC程序的流程图 20
4.4控制系统的PLC程序 21
5触摸屏的选型及画面编辑 26
5.1 触摸屏的简介 26
5.2 触摸屏的硬件与软件选用 27
5.2 触摸屏的界面设计 27
参考文献 32
结束语 33
附录 34
致谢 38
1绪论
1.1 引言
在机械加工的过程当中，切割机可以用
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
于很多金属和非金属材料的切割中，在五金加工生产过程中，需要大量不同型号的铝合金材料用来对不同规格的产品进行加工生产，当今大部分的铝型材加工工厂对铝型材的加工一般用的是传统的切割机手工切割。人工切割灵活并且方便，但是手工切割质量较差、尺寸误差也比较大、浪费材料多，后续加工量大，同时加工环境恶劣，工人的工作效率低，生产效率低，每次加工都还要对工件校对定位，这样加工精度就存在一定的误差，对生产加工造成一定的困难。随着先进机械加工工业的发展，对于管材、型材、板材的切割加工精度、质量、工作效率也随之提高，尤其是在的铝合金型材越来越多的被建筑行业所应用（如玻璃门窗等）时，铝合金型材切割加工是一道很重要的工序，在切割铝合金型材时，先要用手工划线，然后工人手持切割锯进行切割，这样使得切割效率低下，这种切割过程过于繁琐，如果只采用那些小型的手工铝合金型材切割机来切割，切割出来的铝型材边缘毛刺太多，同时切割作业效率也很低。
1.2 选题背景和意义
为了要提高铝型材加工效率，许多公司自主研制了铝型材自动切割机，这样既提高了铝合金型材切割工作加工效率，同时也提高了加工质量和精度，价格也远远比那种高级的全自动铝合金型材切割加工设备实惠，并且被广泛应用于中小型企业的铝合金型材加工。
工艺玻璃门窗的铝合金嵌条的两端为相互拼接的需要，要求对铝合金嵌条的型材端部进行切割。因为批量大，手工切割难以控制。所以为了解决该问题，适应工厂的实际需要，设计了多件加工的玻璃框架型材端部切割机。与传统的机械切割法相比，其具有较好的切割效果，切割速度也快、精度也高，定位也准确。并且其降低了次品率，提高了产量，深受现代企业的爱戴。
1.3 国内外现状及发展
在全球铝合金型材切割机行业中，拥有先进铝合金型材切割生产技术的国家主要有：美国、德国等，对于高精度、复合性型材自动切割机的开发，不论在设计能力还是制造技术上，均占有领导的地位。同时也拥有优秀的研发人才。其中，德国铝合金型材自动切割机厂商着重于提高机械加工的精度与效率，以达到降低手工加工的时间目的。随着发达国家劳动力成本在不断提高，发达国家为了降低生产加工成本不能不把铝合金型材切割机向发展中国家转移，尤其是像我国这样拥有较好技术基础和廉价劳动力的发展中国家。这样的转移趋势一般会带来技术外流的问题，也给我国铝型材切割机业发展带来压力。目前，我国铝合金型材切割机行业面临的竞争比较激烈，但还是有比较好的发展前景的。
目前我国铝合金型材切割机业存在的很多的问题。由于我国铝合金型材切割机标准化工作起步比发达国家晚很多，铝合金型材切割机生产、销售、应用和推广工作也因此比较落后，还伴随着的铝合金型材切割机品种规格少、供应不及时、配套性差等问题，这些问题长期牵绊着我国铝合金型材切割机的发展。并且以上这些原因直接导致我国铝合金型材切割机使用应用率比发达国家低很多。虽然近些年这些问题已经得到一定程度的改善，但比较美国、德国和日本等发达国家仍存在不小差距。
近年来，随着全球加工制造行业重心迅速向我国转移，发达国家技术引入，使得我国铝合金型材切割机应用使用比例有了明显提高。而铝合金型材切割机标准件的使用应用地区以珠三角为主，尤其是广东的铝合金型材切割机企业的铝合金型材切割机的使用覆盖率远远高于其它地区的铝合金型材切割机企业。
自改革开放以来，我国的经济水平显著提高。而随着国内人民的生活水平的提高，也引发了房地产开发的热潮。每处住房都需要安装玻璃门窗，也就是说加工玻璃门框的型材端部的需求也就加大。因此单一的，手工的加工已经更不上需求。加工多件型材端部自动切割机的未来前景是相当可观的。未来，多功能、自动化、便捷式、高效率的切割机将占有很大的市场需求。
2系统的方案设计
2.1主要控制对象
1.电动机。
2.气缸。
2.2控制系统的设计要求
本设计要能够实现以下基本要求：
1.在工件安装好后。按启动按钮系统会自动开始切割工作。
2.控制系统还要有手动可以选择。
3.考虑操作人员安全，在电机保护罩打开或者关闭不到位时，系统要停止工作。
2.3控制系统的方案设计
根据控制系统的设计要求，有以下三种设计方案。
方案一：控制系统采用单片机作为控制器，基于单片机的曲线铝合金型材端部自动切割机控制系统。单片机的作用是产生驱动电动机脉冲信号，并输送给驱动电路，驱动电路根据控制信号工作，控制电动机前进与后退。具体实现过程需要编程实现。
方案二：控制系统采用继电器作为控制器，基于继电器的曲线铝合金型材端部自动切割机控制系统。通过各元器件触点的串并联组合出逻辑控制系统，利用继电器依靠机械触点的吸合动作来控制系统。
目 录
1绪论 1
1.1 引言 1
1.2 选题背景和意义 1
1.3 国内外现状及发展 2
2系统的方案设计 3
2.1主要控制对象 3
2.2控制系统的设计要求 3
2.3控制系统的方案设计 3
2.4传动方案设计 4
2.5安全方案设计 5
2.6显示界面和输入方案设计 5
3系统的硬件设计 6
3.1总体设计 6
3.2电机的选择 7
3.2.1选择电动机的类型 7
3.2.2确定电动机的功率 7
3.2.3确定电动机的型号 8
3.3 气缸的选择 8
3.4电磁阀的选择 11
3.5接近开关的选择 12
3.6磁性开关的选择 13
3.7断路器的选择 14
3.8接触器的选择 15
3.9熔断器的选择 15
3.10 PLC的选型 15
4 PLC控制程序的编写 20
4.1 PLC程序的动作要求 20
4.2编程软件 20
4.3控制系统PLC程序的流程图 20
4.4控制系统的PLC程序 21
5触摸屏的选型及画面编辑 26
5.1 触摸屏的简介 26
5.2 触摸屏的硬件与软件选用 27
5.2 触摸屏的界面设计 27
参考文献 32
结束语 33
附录 34
致谢 38
1绪论
1.1 引言
在机械加工的过程当中，切割机可以用
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
于很多金属和非金属材料的切割中，在五金加工生产过程中，需要大量不同型号的铝合金材料用来对不同规格的产品进行加工生产，当今大部分的铝型材加工工厂对铝型材的加工一般用的是传统的切割机手工切割。人工切割灵活并且方便，但是手工切割质量较差、尺寸误差也比较大、浪费材料多，后续加工量大，同时加工环境恶劣，工人的工作效率低，生产效率低，每次加工都还要对工件校对定位，这样加工精度就存在一定的误差，对生产加工造成一定的困难。随着先进机械加工工业的发展，对于管材、型材、板材的切割加工精度、质量、工作效率也随之提高，尤其是在的铝合金型材越来越多的被建筑行业所应用（如玻璃门窗等）时，铝合金型材切割加工是一道很重要的工序，在切割铝合金型材时，先要用手工划线，然后工人手持切割锯进行切割，这样使得切割效率低下，这种切割过程过于繁琐，如果只采用那些小型的手工铝合金型材切割机来切割，切割出来的铝型材边缘毛刺太多，同时切割作业效率也很低。
1.2 选题背景和意义
为了要提高铝型材加工效率，许多公司自主研制了铝型材自动切割机，这样既提高了铝合金型材切割工作加工效率，同时也提高了加工质量和精度，价格也远远比那种高级的全自动铝合金型材切割加工设备实惠，并且被广泛应用于中小型企业的铝合金型材加工。
工艺玻璃门窗的铝合金嵌条的两端为相互拼接的需要，要求对铝合金嵌条的型材端部进行切割。因为批量大，手工切割难以控制。所以为了解决该问题，适应工厂的实际需要，设计了多件加工的玻璃框架型材端部切割机。与传统的机械切割法相比，其具有较好的切割效果，切割速度也快、精度也高，定位也准确。并且其降低了次品率，提高了产量，深受现代企业的爱戴。
1.3 国内外现状及发展
在全球铝合金型材切割机行业中，拥有先进铝合金型材切割生产技术的国家主要有：美国、德国等，对于高精度、复合性型材自动切割机的开发，不论在设计能力还是制造技术上，均占有领导的地位。同时也拥有优秀的研发人才。其中，德国铝合金型材自动切割机厂商着重于提高机械加工的精度与效率，以达到降低手工加工的时间目的。随着发达国家劳动力成本在不断提高，发达国家为了降低生产加工成本不能不把铝合金型材切割机向发展中国家转移，尤其是像我国这样拥有较好技术基础和廉价劳动力的发展中国家。这样的转移趋势一般会带来技术外流的问题，也给我国铝型材切割机业发展带来压力。目前，我国铝合金型材切割机行业面临的竞争比较激烈，但还是有比较好的发展前景的。
目前我国铝合金型材切割机业存在的很多的问题。由于我国铝合金型材切割机标准化工作起步比发达国家晚很多，铝合金型材切割机生产、销售、应用和推广工作也因此比较落后，还伴随着的铝合金型材切割机品种规格少、供应不及时、配套性差等问题，这些问题长期牵绊着我国铝合金型材切割机的发展。并且以上这些原因直接导致我国铝合金型材切割机使用应用率比发达国家低很多。虽然近些年这些问题已经得到一定程度的改善，但比较美国、德国和日本等发达国家仍存在不小差距。
近年来，随着全球加工制造行业重心迅速向我国转移，发达国家技术引入，使得我国铝合金型材切割机应用使用比例有了明显提高。而铝合金型材切割机标准件的使用应用地区以珠三角为主，尤其是广东的铝合金型材切割机企业的铝合金型材切割机的使用覆盖率远远高于其它地区的铝合金型材切割机企业。
自改革开放以来，我国的经济水平显著提高。而随着国内人民的生活水平的提高，也引发了房地产开发的热潮。每处住房都需要安装玻璃门窗，也就是说加工玻璃门框的型材端部的需求也就加大。因此单一的，手工的加工已经更不上需求。加工多件型材端部自动切割机的未来前景是相当可观的。未来，多功能、自动化、便捷式、高效率的切割机将占有很大的市场需求。
2系统的方案设计
2.1主要控制对象
1.电动机。
2.气缸。
2.2控制系统的设计要求
本设计要能够实现以下基本要求：
1.在工件安装好后。按启动按钮系统会自动开始切割工作。
2.控制系统还要有手动可以选择。
3.考虑操作人员安全，在电机保护罩打开或者关闭不到位时，系统要停止工作。
2.3控制系统的方案设计
根据控制系统的设计要求，有以下三种设计方案。
方案一：控制系统采用单片机作为控制器，基于单片机的曲线铝合金型材端部自动切割机控制系统。单片机的作用是产生驱动电动机脉冲信号，并输送给驱动电路，驱动电路根据控制信号工作，控制电动机前进与后退。具体实现过程需要编程实现。
方案二：控制系统采用继电器作为控制器，基于继电器的曲线铝合金型材端部自动切割机控制系统。通过各元器件触点的串并联组合出逻辑控制系统，利用继电器依靠机械触点的吸合动作来控制系统。
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