气压冲床控制回路的优化设计
本课题研究的是气压冲床的控制回路的优化设计，主要可分为气动控制回路和电气控制回路两种。气压冲床和其他内型的冲床相比有着价格低廉、使用安全和高效率的优势，在金属及非金属管材、板材的冲孔等领域都有着十分广泛的应用。本论文对气压冲床的气动和电气回路从以下四个方面进行了优化1、增加了增加延时功能2、提高冲床启动的可控性3、增强压力的稳定性4、减少空回时间。经过优化，可以大大提高冲床的冲压效率和冲压效果。
目录
概述 2
一、气压冲床简介 1
（一） 气压冲床结构介绍 7
（二） 气压冲床工作原理介绍 8
二、气压冲床气动和电气基础回路的绘制 9
（一） 气压冲床气动控制回路的工作原理 9
（二） 气压冲床气动控制元件清单及其回路图的绘制 10
（三） 气压冲床电气控制回路的工作原理 12
（四） 气压冲床电气控制元件清单及其回路图的绘制 13 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
三、气压冲床电气控制回路的优化设计 12
（一） 气压冲床控制回路优化目的 15
（一） 气压冲床气动控制回路的优化 16
（二） 气压冲床电气控制回路的优化 18
四、优化特点 15
（一） 气压冲床控制回路优化目的 15
（二） 气压冲床控制回路优化的对比 16
（三） 气压冲床电气控制回路的优化 18
总结 20
致谢 21
参考文献 22
引言
随着环境的日益恶化和资源的渐渐匮乏，由于气压冲床主要以无污染且取之不尽的空气作为动力,各国都开始把冲压设备的研究方向转移到这种绿色环保的新型冲压方式上来。本文就气压冲床控制回路的设计作了一个详细的分析和系统的阐述。
1.气压冲床工作原理及国内外发展现状的介绍。我国目前气压冲床的发展水平和国外相比还有不小的差距，尤其是在制造工艺和运行速度方面急需技术创新。
2.气压冲床气动和电气基础回路的设计。通过气动和电气两种控制回路来实现冲床基本的冲压功能，能够满足简单的冲压工作，但存在着很多不足。
3.气压冲床气动回路和电气回路的优化设计。从以下四个方面对冲床的控制回路进行了优化：增加了增加延时功能；提高冲床启动的可控性；增强压力的稳定性；减少空回时间。
4.优化的特点。经过优化后，冲床的冲压效果和冲压效率都得到了很大的提高。
近年来，我国的气压冲床行业取得了一定的成绩，但是我们也应当看到我国发展中遇到的瓶颈问题。技术创新一直是国内冲床行业的硬伤。与国外的冲床床行业相比，我国的冲床行业在制造工艺水平上明显落后，在技术水平和运行速度等方面存在着严重的不足。可见，气压冲床的创新与发展迫在眉睫。
气压冲床适应于电子、仪器、仪表、照相机、首饰、小五金及服装、鞋帽业；可对薄板、条料、卷材进行剪切、冲孔、落料、成型、弯曲、铆合等工序；适合有色金属、塑料件等的加工。本课题旨在通过其控制回路的优化设计提高生产效率，进而提高整个生产线的生产力。在今天日益严峻的形势下，这对于相关行业的企业增强自身核心竞争力有很大的帮助。
图01 气压冲床
一、气压冲床简介
（一）气压冲床结构介绍
和液压冲床及电动冲床相比，气压冲床的结构比较简单。它的结构主要可以分成四大部分：机身、气源处理器、滑块、操作机构。如图11所示。
气压冲床机身的作用是连接各个部件，将它们结合在一起。机身上装有导轨，滑块可以在导轨内上下来回运动。机身的顶端有螺丝，松开它后可以调节滑块和机身导轨之间的间隙。而机身的底端则和工作台固定在一起。
气压冲床的气源处理器可以有效提高机床的使用寿命，减少维护成本。气源处理器是由过滤器、减压阀、油雾器三部分组成。气源处理器的工作过程有三步。首先，从空压机出来的压缩空气进入到过滤器，过滤掉水和一些颗粒杂质。然后通过减压阀把压力调整到需要的工作压力。最后，经过过滤和调压的压缩气体进入油雾器。油雾器将润滑油雾化后注入到压缩气体中。
气压冲床的滑块是执行冲床工作任务的核心部件。冲模时，滑块由冲床的曲轴运动带动而做直线运动。在滑块上有一个安装孔，在孔上装上模柄即可进行上模的安装。
气压冲床操作机构由微机和显示面板组成。微机是操作机构的核心控制部分，可以实现对冲床控制的功能。而显示面板则可以提供各项数值体现冲床的当前状态。
图11 气压冲床结构
（二）气压冲床工作原理的介绍
气压冲床是一种以压缩气体为动力源的冲床。通过空压机来供气，在平时它不工作时，也可以将不用的压缩气体储存在储存罐里。
气压冲床有两种常用的启动方式，一种是脚踏开关，另一种是双手安全开关。相对而言，双手安全开关的操作方式因为可以有效的保护双手更加安全。而本课题中的控制回路也采用这种启动方式。
气动冲床的控制原理是用二位五通主控阀来实现对气缸伸缩的控制。当主控阀的左位得到信号，气缸伸出；当主控阀的右位得到信号，气缸则缩回。而气缸的伸缩则进一步带动滑块沿着导轨做上下运动，实现冲孔等工作任务。
气压冲床气动和电气基础回路的绘制
（一）气动回路的绘图软件介绍
本篇论文所绘制的控制回路采用的绘图软件是FluidSIM3.6气动仿真软件，如图21所示。这是一款由德国festo公司推出的非常好用且功能强大的气压传动绘图软件。它把CAD功能和仿真功能紧密联系在一起。FluidSIM软件符合DIN电气—气压回路绘图标准，CAD功能是专门针对流体而特殊设计的。最重要的是可对元件物理模型的回路图进行实际仿真，并能显示元件的当前状态，从而能够在回路绘制完后，验证回路的正确性并对回路的动作过程进行演示。除了出色的仿真功能，FluidSIM软件还可以用来自学、教学和多媒体教学气压技术知识。气压元件可以通过文本说明、图形以及介绍其工作原理的动画来描述；各种练习和教学影片讲授了重要回路和气动元件的使用方法。
目录
概述 2
一、气压冲床简介 1
（一） 气压冲床结构介绍 7
（二） 气压冲床工作原理介绍 8
二、气压冲床气动和电气基础回路的绘制 9
（一） 气压冲床气动控制回路的工作原理 9
（二） 气压冲床气动控制元件清单及其回路图的绘制 10
（三） 气压冲床电气控制回路的工作原理 12
（四） 气压冲床电气控制元件清单及其回路图的绘制 13 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
三、气压冲床电气控制回路的优化设计 12
（一） 气压冲床控制回路优化目的 15
（一） 气压冲床气动控制回路的优化 16
（二） 气压冲床电气控制回路的优化 18
四、优化特点 15
（一） 气压冲床控制回路优化目的 15
（二） 气压冲床控制回路优化的对比 16
（三） 气压冲床电气控制回路的优化 18
总结 20
致谢 21
参考文献 22
引言
随着环境的日益恶化和资源的渐渐匮乏，由于气压冲床主要以无污染且取之不尽的空气作为动力,各国都开始把冲压设备的研究方向转移到这种绿色环保的新型冲压方式上来。本文就气压冲床控制回路的设计作了一个详细的分析和系统的阐述。
1.气压冲床工作原理及国内外发展现状的介绍。我国目前气压冲床的发展水平和国外相比还有不小的差距，尤其是在制造工艺和运行速度方面急需技术创新。
2.气压冲床气动和电气基础回路的设计。通过气动和电气两种控制回路来实现冲床基本的冲压功能，能够满足简单的冲压工作，但存在着很多不足。
3.气压冲床气动回路和电气回路的优化设计。从以下四个方面对冲床的控制回路进行了优化：增加了增加延时功能；提高冲床启动的可控性；增强压力的稳定性；减少空回时间。
4.优化的特点。经过优化后，冲床的冲压效果和冲压效率都得到了很大的提高。
近年来，我国的气压冲床行业取得了一定的成绩，但是我们也应当看到我国发展中遇到的瓶颈问题。技术创新一直是国内冲床行业的硬伤。与国外的冲床床行业相比，我国的冲床行业在制造工艺水平上明显落后，在技术水平和运行速度等方面存在着严重的不足。可见，气压冲床的创新与发展迫在眉睫。
气压冲床适应于电子、仪器、仪表、照相机、首饰、小五金及服装、鞋帽业；可对薄板、条料、卷材进行剪切、冲孔、落料、成型、弯曲、铆合等工序；适合有色金属、塑料件等的加工。本课题旨在通过其控制回路的优化设计提高生产效率，进而提高整个生产线的生产力。在今天日益严峻的形势下，这对于相关行业的企业增强自身核心竞争力有很大的帮助。
图01 气压冲床
一、气压冲床简介
（一）气压冲床结构介绍
和液压冲床及电动冲床相比，气压冲床的结构比较简单。它的结构主要可以分成四大部分：机身、气源处理器、滑块、操作机构。如图11所示。
气压冲床机身的作用是连接各个部件，将它们结合在一起。机身上装有导轨，滑块可以在导轨内上下来回运动。机身的顶端有螺丝，松开它后可以调节滑块和机身导轨之间的间隙。而机身的底端则和工作台固定在一起。
气压冲床的气源处理器可以有效提高机床的使用寿命，减少维护成本。气源处理器是由过滤器、减压阀、油雾器三部分组成。气源处理器的工作过程有三步。首先，从空压机出来的压缩空气进入到过滤器，过滤掉水和一些颗粒杂质。然后通过减压阀把压力调整到需要的工作压力。最后，经过过滤和调压的压缩气体进入油雾器。油雾器将润滑油雾化后注入到压缩气体中。
气压冲床的滑块是执行冲床工作任务的核心部件。冲模时，滑块由冲床的曲轴运动带动而做直线运动。在滑块上有一个安装孔，在孔上装上模柄即可进行上模的安装。
气压冲床操作机构由微机和显示面板组成。微机是操作机构的核心控制部分，可以实现对冲床控制的功能。而显示面板则可以提供各项数值体现冲床的当前状态。
图11 气压冲床结构
（二）气压冲床工作原理的介绍
气压冲床是一种以压缩气体为动力源的冲床。通过空压机来供气，在平时它不工作时，也可以将不用的压缩气体储存在储存罐里。
气压冲床有两种常用的启动方式，一种是脚踏开关，另一种是双手安全开关。相对而言，双手安全开关的操作方式因为可以有效的保护双手更加安全。而本课题中的控制回路也采用这种启动方式。
气动冲床的控制原理是用二位五通主控阀来实现对气缸伸缩的控制。当主控阀的左位得到信号，气缸伸出；当主控阀的右位得到信号，气缸则缩回。而气缸的伸缩则进一步带动滑块沿着导轨做上下运动，实现冲孔等工作任务。
气压冲床气动和电气基础回路的绘制
（一）气动回路的绘图软件介绍
本篇论文所绘制的控制回路采用的绘图软件是FluidSIM3.6气动仿真软件，如图21所示。这是一款由德国festo公司推出的非常好用且功能强大的气压传动绘图软件。它把CAD功能和仿真功能紧密联系在一起。FluidSIM软件符合DIN电气—气压回路绘图标准，CAD功能是专门针对流体而特殊设计的。最重要的是可对元件物理模型的回路图进行实际仿真，并能显示元件的当前状态，从而能够在回路绘制完后，验证回路的正确性并对回路的动作过程进行演示。除了出色的仿真功能，FluidSIM软件还可以用来自学、教学和多媒体教学气压技术知识。气压元件可以通过文本说明、图形以及介绍其工作原理的动画来描述；各种练习和教学影片讲授了重要回路和气动元件的使用方法。
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