PLC控制的衬套压入机设计
目 录
引言 1
一、衬套压入机的概述 2
（一）衬套压入机的简介 2
（二）衬套压入机的主要动作流程 2
二、衬套压入机的气动系统设计 5
（一）机械运动原理设计 5
（二）气动元器件的介绍 5
三、衬套压入机的电气控制系统设计 6
（一）衬套压入机电气主回路设计 6
（二）传感器电路设计 7
（三）触摸屏设计 9
（四）PLC控制系统设计 9
总结 12
致谢 13
参考文献 14
附录 部分程序 15
引言
自动化技术是紧密围绕着社会生产需求形成和发展起来的，社会的需求是其发展的原动力。机械、电气和电子技术的发展为生产自动化提供了必要的技术手段。而且早在1788年，瓦特为了解决工业生产中提出的蒸汽机的速度控制问题，把离心式调速器与蒸汽机的阀门连接起来，构成蒸汽机转速调节系统，使蒸汽机变为既安全又实用的动力装置，就是自动化在生产过程中的一个很好的应用。后来随着迪博尔德的《自动化》一书出版以及现代控制理论和大量的工程实践在自动化中的应用使自动化技术在生产需求中得到了广泛的应用和推广。而本文所讨论就是自动化技术在生产过程中的应用案例。
本课题是基于PLC控制的衬套压入机设计，是通过PLC控制来实现机器的自动化运行，本设备在运行过程中通过PLC程序的控制来使气缸做来回反复运动，使其按照一定的动作来完成生产的需要。在工作过程中，该机器通过电气与气动控制来完成人力难以已完成的动作流程，不仅提高了生产效率，而且解决了人们在生产过程中产品规格质量精度大小不一的技术难题，节约了大量生产资源和人力成本。
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
运用PLC作为机器的控制系统，在符合了现代设计的技术要求的同时，也将系统动作变得更加可靠，而且也让系统的动作流程变得更加简单明了，通俗易懂，便于人们更好的理解。而且在实际的生产过程当中，我们所要求的是系统程序尽可能的简单，这样做可以让更多的人了解机器的运行原理和动作流程，方便人们对机器的保养和维修，同时也会减小系统的失效概率。
本设备在设计过程当中充分考虑到系统的动作要求和实际应用性。在衬套压入机的装置中，所需要的一些元件，其动作过程大多数都是固定的，这样对于设计的时候无疑降低了一些难度，因此，采用可编程控制器作为衬套压入机的控制系统是合理的，而且这种系统控制固定而又灵活、可靠性好，接线固定，编程简单方便，适用范围广。
本文通过对衬套压入机机的研究设计，着重对衬套压入机动作和控制系统的分析和研究，为后续工作提供理论参考依据。
本课题的主要内容包括：
第一部分介绍了课题的主题背景和研究目的及意义。
第二部分通过对衬套压入机的研究，结合机台装配的实际情况，并根据机械元件使用的方法及特点、对衬套压入机所需元件进行概述。
第三部分详细的分析了衬套压入机的控制过程，通过总体结构的分析、工艺参数分析和控制中枢的选择完成衬套压入机控制系统的设计。对本文的研究论文进行了系统的总结。
一、衬套压入机的概述
（一）衬套压入机的简介
随着人们生活水平的提高。汽车已经成为现今社会必不可缺的代步工具，而汽车行业的不断发展其所带来的相关产业也得到了迅速发展。本文所研究的衬套压入机就是针对汽车而设计的。
衬套压入机其主要作用将衬套压入外架中，使其成为汽车内部某一零件的外壳。衬套压入机的产品外形如图1-1所示：
图1-1 产品外形
产品的组装过程：机器在组装产品时主要就是将衬套的凸部与外架凹部啮合，从而使衬套贴合于外架，这样一个完整的产品就做出来了。具体如图1-2所示：
图1-2 产品的组装过程
（二）衬套压入机的主要动作流程
衬套压入机的在生产过程中的主要工作过程如下:
第一步，将衬套放入设备中，再将外架放入扶持治具中。
通过传感器对衬套进行衬套欠品、误付组判定：
所谓衬套欠品，是指当拨动启动开关后，设备开始得到感应：当衬套完全放入到设备中时，如果两个接近传感器都得到感应，则说明工件合格设备会判断OK，只要有一个传感器没有得到感应则说明工件不合格设备会判断NG。
1、如果有问题，则衬套NG（注：NG表示工件不合格）灯亮，蜂鸣器响，此时系统会将其作为异常来处置，钥匙复位，机器的运行回到初始位；
2、如果没有问题，那么就进入下一步。
第二步，拨动S/W开关，判断外架是否是误品或误付组
所谓外架误品，是指当拨动启动开关后，设备通过接近传感器和光电传感器来判别外架是否合格，如果两个传感器都得到感应，则说明工件合格则设备判断OK，只要有一个传感器没有得到感应则说明工件不合格设备会判断NG。
1、如果外架是误品或误付组，那么外架NG灯亮，蜂鸣器响，此时系统同样会将其当做异常处理，钥匙复位机器运行回到开始。
2、如果合格则进入下一步。
第三步，下压缸下压，带动冲头下降此时系统会通过GT（位移传感器）来检验下压缸的下压深度是否到位。
1、如果深度不合适，此时压合行程NG灯亮，蜂鸣器响，此时系统会将其作为异常来处理，钥匙复位机器运行回到初始位；
2、如果合格则进入下一步。
第四步，气缸回缩拉住中心轴；
第五步，设备将完成品脱出；
第六步，气缸伸出将中心轴顶置原位， 然后机器会自动计数，并送入下一个工程。详细如下图1-3流程图所示：
二、衬套压入机的气动系统设计
（一）机械运动原理设计
衬套压入机的机械运动主要是通过五个气缸的动作来实现，首先下压气缸下压吸住衬套并上升，移载气缸右移将外架移到衬套正下方，然后由夹紧气缸夹紧外架，此时下压缸下压将衬套压入外架中，然后夹紧缸退回，再由顶升缸上升，最后由推出气缸成功将工件推出。
（二）气动元器件的介绍
而在这些气缸的运动过程当中涉及到了一些气动元器件，它们主要有气动双联件（调压阀和过滤器）、精密调压阀和电磁阀等，具体如图2-1所示。
图2-1 气动元件实物图
气动双联件主要是由减压阀和过滤器组成，其中减压阀可以将较高的输入压力调整到低于输入压力的调定压力输出，并能保证压力稳定，并能保证系统气动或机器的工作压力稳定，不受空气流量变化和气源压力波动的影响。而过滤器则可以除去压缩空气中的冷凝水、颗粒较大的固态杂质和油污，用于空气的粗过滤。
1、3—缓冲柱塞、2—活塞、4—缸筒、5—导向套、6—防尘圈、7—前端盖、8—气口、9—传感器、10—活塞杆、11—耐磨环、12—密封圈、13—后端盖、14—缓冲节流阀。
图2-2气缸实物及构成图
三、衬套压入机的电气控制系统设计
衬套压入机的电气控制系统主要由传感器、触摸屏以及PLC等构成的。
图3-1 电气接线实物图
引言 1
一、衬套压入机的概述 2
（一）衬套压入机的简介 2
（二）衬套压入机的主要动作流程 2
二、衬套压入机的气动系统设计 5
（一）机械运动原理设计 5
（二）气动元器件的介绍 5
三、衬套压入机的电气控制系统设计 6
（一）衬套压入机电气主回路设计 6
（二）传感器电路设计 7
（三）触摸屏设计 9
（四）PLC控制系统设计 9
总结 12
致谢 13
参考文献 14
附录 部分程序 15
引言
自动化技术是紧密围绕着社会生产需求形成和发展起来的，社会的需求是其发展的原动力。机械、电气和电子技术的发展为生产自动化提供了必要的技术手段。而且早在1788年，瓦特为了解决工业生产中提出的蒸汽机的速度控制问题，把离心式调速器与蒸汽机的阀门连接起来，构成蒸汽机转速调节系统，使蒸汽机变为既安全又实用的动力装置，就是自动化在生产过程中的一个很好的应用。后来随着迪博尔德的《自动化》一书出版以及现代控制理论和大量的工程实践在自动化中的应用使自动化技术在生产需求中得到了广泛的应用和推广。而本文所讨论就是自动化技术在生产过程中的应用案例。
本课题是基于PLC控制的衬套压入机设计，是通过PLC控制来实现机器的自动化运行，本设备在运行过程中通过PLC程序的控制来使气缸做来回反复运动，使其按照一定的动作来完成生产的需要。在工作过程中，该机器通过电气与气动控制来完成人力难以已完成的动作流程，不仅提高了生产效率，而且解决了人们在生产过程中产品规格质量精度大小不一的技术难题，节约了大量生产资源和人力成本。
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
运用PLC作为机器的控制系统，在符合了现代设计的技术要求的同时，也将系统动作变得更加可靠，而且也让系统的动作流程变得更加简单明了，通俗易懂，便于人们更好的理解。而且在实际的生产过程当中，我们所要求的是系统程序尽可能的简单，这样做可以让更多的人了解机器的运行原理和动作流程，方便人们对机器的保养和维修，同时也会减小系统的失效概率。
本设备在设计过程当中充分考虑到系统的动作要求和实际应用性。在衬套压入机的装置中，所需要的一些元件，其动作过程大多数都是固定的，这样对于设计的时候无疑降低了一些难度，因此，采用可编程控制器作为衬套压入机的控制系统是合理的，而且这种系统控制固定而又灵活、可靠性好，接线固定，编程简单方便，适用范围广。
本文通过对衬套压入机机的研究设计，着重对衬套压入机动作和控制系统的分析和研究，为后续工作提供理论参考依据。
本课题的主要内容包括：
第一部分介绍了课题的主题背景和研究目的及意义。
第二部分通过对衬套压入机的研究，结合机台装配的实际情况，并根据机械元件使用的方法及特点、对衬套压入机所需元件进行概述。
第三部分详细的分析了衬套压入机的控制过程，通过总体结构的分析、工艺参数分析和控制中枢的选择完成衬套压入机控制系统的设计。对本文的研究论文进行了系统的总结。
一、衬套压入机的概述
（一）衬套压入机的简介
随着人们生活水平的提高。汽车已经成为现今社会必不可缺的代步工具，而汽车行业的不断发展其所带来的相关产业也得到了迅速发展。本文所研究的衬套压入机就是针对汽车而设计的。
衬套压入机其主要作用将衬套压入外架中，使其成为汽车内部某一零件的外壳。衬套压入机的产品外形如图1-1所示：
图1-1 产品外形
产品的组装过程：机器在组装产品时主要就是将衬套的凸部与外架凹部啮合，从而使衬套贴合于外架，这样一个完整的产品就做出来了。具体如图1-2所示：
图1-2 产品的组装过程
（二）衬套压入机的主要动作流程
衬套压入机的在生产过程中的主要工作过程如下:
第一步，将衬套放入设备中，再将外架放入扶持治具中。
通过传感器对衬套进行衬套欠品、误付组判定：
所谓衬套欠品，是指当拨动启动开关后，设备开始得到感应：当衬套完全放入到设备中时，如果两个接近传感器都得到感应，则说明工件合格设备会判断OK，只要有一个传感器没有得到感应则说明工件不合格设备会判断NG。
1、如果有问题，则衬套NG（注：NG表示工件不合格）灯亮，蜂鸣器响，此时系统会将其作为异常来处置，钥匙复位，机器的运行回到初始位；
2、如果没有问题，那么就进入下一步。
第二步，拨动S/W开关，判断外架是否是误品或误付组
所谓外架误品，是指当拨动启动开关后，设备通过接近传感器和光电传感器来判别外架是否合格，如果两个传感器都得到感应，则说明工件合格则设备判断OK，只要有一个传感器没有得到感应则说明工件不合格设备会判断NG。
1、如果外架是误品或误付组，那么外架NG灯亮，蜂鸣器响，此时系统同样会将其当做异常处理，钥匙复位机器运行回到开始。
2、如果合格则进入下一步。
第三步，下压缸下压，带动冲头下降此时系统会通过GT（位移传感器）来检验下压缸的下压深度是否到位。
1、如果深度不合适，此时压合行程NG灯亮，蜂鸣器响，此时系统会将其作为异常来处理，钥匙复位机器运行回到初始位；
2、如果合格则进入下一步。
第四步，气缸回缩拉住中心轴；
第五步，设备将完成品脱出；
第六步，气缸伸出将中心轴顶置原位， 然后机器会自动计数，并送入下一个工程。详细如下图1-3流程图所示：
二、衬套压入机的气动系统设计
（一）机械运动原理设计
衬套压入机的机械运动主要是通过五个气缸的动作来实现，首先下压气缸下压吸住衬套并上升，移载气缸右移将外架移到衬套正下方，然后由夹紧气缸夹紧外架，此时下压缸下压将衬套压入外架中，然后夹紧缸退回，再由顶升缸上升，最后由推出气缸成功将工件推出。
（二）气动元器件的介绍
而在这些气缸的运动过程当中涉及到了一些气动元器件，它们主要有气动双联件（调压阀和过滤器）、精密调压阀和电磁阀等，具体如图2-1所示。
图2-1 气动元件实物图
气动双联件主要是由减压阀和过滤器组成，其中减压阀可以将较高的输入压力调整到低于输入压力的调定压力输出，并能保证压力稳定，并能保证系统气动或机器的工作压力稳定，不受空气流量变化和气源压力波动的影响。而过滤器则可以除去压缩空气中的冷凝水、颗粒较大的固态杂质和油污，用于空气的粗过滤。
1、3—缓冲柱塞、2—活塞、4—缸筒、5—导向套、6—防尘圈、7—前端盖、8—气口、9—传感器、10—活塞杆、11—耐磨环、12—密封圈、13—后端盖、14—缓冲节流阀。
图2-2气缸实物及构成图
三、衬套压入机的电气控制系统设计
衬套压入机的电气控制系统主要由传感器、触摸屏以及PLC等构成的。
图3-1 电气接线实物图
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