气动冲床上下料装置设计电控系统设计(附件)
自动上下料装置结合了PLC、传感器检测、气压等技术，广泛应用在机械加工、冲压、锻造、热处理、轻工业、交通运输等各个领域。本文设计的自动上下料装置用于气动冲床的上下料，整个装置由控制系统、检测系统、执行机构三部分组成。利用传感器检测，使PLC控制气缸按照指令完成规定动作。根据自动上下料装置的工作流程，制定PLC的控制方案，选择合适PLC、气缸和传感器，画出其工作顺序功能图，列出I/O分配表以及硬件接线图，并编写控制程序。关键词 冲床上下料，气动，传感器，PLC
目 录
引 言 1
1 气动冲床上下料装置机构 2
1. 1 机械本体 2
1. 2 气动机构 3
2 气动冲床上下料装置的工艺流程 6
3 系统总体设计方案 6
4 硬件设计 8
4．1 PLC技术应用及发展 8
4．2 传感器技术应用 10
4．3 PLC控制面板设计 13
5 软件设计 15
5．1 上下料装置工步图 15
5．2 I/O表分配 15
5．3 PLC外部接线 16
5．4 梯形图及说明 16
5．5 PLC网络通信 25
6 运行调试 28
6. 1 硬件调试 28
6. 2 软件调试 29
6. 3 整体调试 29
结 论 30
致 谢 31
参 考 文 献 32
引 言
随着“中国制造2025”的提出，生产过程急需智能化和自动化改造，对于提高工厂生产效率，改善生产环境具有重要意义。单纯的手工劳动方式已满足不了工业自动化的需求，因此，必须使用先进的自动化生产设备代替手工劳动。自动上下料装置是对生产线的一种改造，可以实现无人化，高效率生产，不仅降低生产成本，完成危险系数大、劳动强度大、重复枯燥的工作，还确保工作人员安全。自动化上下料装置应用程度极高，广泛的应用于机械加工的工件搬运以及卸料环节。可以将其与机床结合起来，构成一个柔性制造系统，可以减少其它的运输装置，使整个加工制造系统 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
结构紧凑。
机械手是依据人手部动作进行设计，可以完成抓取等一系列动作，广泛的应用于制造加工行业。机械手能够完成抓取动作，需要按照给定的程序和相应的轨迹一一执行。生产加工中，机械手起到的作用是不可估量的，可以大大提高生产率和产品的质量，同时还可以减轻工人的劳动强度，确保生产安全。同时，机械手可以代替工人从事高温、易爆、有毒等恶劣环境中的工作，它的适应环境能力较强。因此在很多生产过程中都会应用。机械手的结构形状可以根据实际需求进行设计，专用性强，被广泛应用在中小批批量生产中。
机械手根据驱动方式不同，可以分为液压机械手和气压机械手。液压机械手是通过液压来驱的，它可以抓取很重的物体、传动平稳、动作敏捷等优点，但是对密封要求比较严格，如果密封不好，可能导致液压油的泄漏，这样不仅导致运行效果不佳，而且还增加生产成本。气动机械手是利用外部压缩空气作为介质来驱动其手臂工作的，空气容易获取，成本低，具有动作迅速、结构简单等优点，可以适用于轻载运输的场合。考虑生产成本、被运输材料等因素，本设计采用气动传动机构结合吸盘使用，为气动冲床设计一款专用的上下料装置。气动冲床上下料装置在程序控制下，采用一定的传动方式，来实现吸盘对材料的传送，达到送料和卸料同步进行。通过这种方式可以实现冲床冲压过程的无人化操作，只需工作人员进行简单维护。这样可以提高生产效率，降低生产成本。这样的装置可以进行重复往返送下料，即确保了产品质量，也确保生产安全，避免工人因枯燥的劳动疲劳而造成生产事故。在冲压生产过程中运用自动化送料装置，构成一个完整的生产系统，是进行高速、高效、高质量冲压生产的一种有效方法，也是以后机械制造行业生产的发展趋势。
1 气动冲床上下料装置机构
1.1 机械本体
气动冲床上下料装置主要由执行机构、驱动系统以及位置检测装置等组成。在PLC的控制下，通过位置检测装置检测，确定气缸所在位置，然后执行机构控制驱动系统运行，以达到送料卸料的效果。整个控制系统中，PLC作为中枢元件，即可接受位置检测装置发出的电信号，又可对执行机构发出指令。可在系统中加入监控系统对装置运行状态监测，当动作发生错误时，就会及时给予报警。设计的实物本体如下图11。
/
1、滑块 2、工作台 3、等待区 4、存料区 5、光电开关 6、卸料装置 7、送料装置 8、磁性开关
图11 气动冲床上下料装置本体
工作过程：
气动冲床上下料装置开始运行时，送料装置在存料区和等待区同时开始吸料；上下移动气缸下限磁性开关检测到信号，气缸上升到达上限位置；上限磁性开关检测到信号，冲压装置向下冲压，同时送料装置向左移动到达水平气缸左极限；左极限光电开关检测到信号，送料装置向下运动到达下限位置；下限磁性开关检测到信号，冲压装置上升，送料装置在工作台和等待区放料并向上移动，当冲压装置上升至顶端时将冲压好的物料卸载在卸料装置上；上限磁性开关检测到信号，卸料装置向右移动到达右极限；右极限光电开关检测到信号，送料装置向下移动；整个上下料过程结束。
1.2 气动机构
1.2.1 气动机构原理图
根据图11气动冲床上下料装置本体的工作过程，绘制气动机构原理图（见12），该装置中运用到三个气缸，三个双控二位五通电磁阀，两个单孔二位五通电磁阀，供气装置等。
/
1空气压缩机 2空气过滤器 3减压阀 4压力表 5油雾器 6手动阀 7、8、9、10、11电磁阀 12、13真空发生器 14、16、17气缸 15、18吸盘
图12 气动原理图
气源经过1空气压缩器压缩，再通过2空气过滤器过滤，然后调节适当的气压，7、8、9、10、11电磁阀分别可以通过PLC控制，7号电磁阀主要控制气缸14滑块的上下移动。8、13号电磁阀同时吸气，气体经过12、13真空发生器可以达到吸附效果，吸取物料。9号电磁阀主要控制气缸16上升与下降。10号电磁阀主要控制气缸17进行左右移动送料和卸料。
1.2.2 气动三联件
气动技术主要压缩控制作为介质，控制气缸运动，实现自动化控制。气动技术由于其动力源只需空气，简单便捷，因此被广泛的应用于工业控制中。气动冲床自动上下料装置中就应用了许多气动装置。气动装置大致有气源、气源处理器、执行元件等。气源装置可以压缩空气，使其具有足够的压力，并通过气源处理器过滤处理，得到纯净的空气，便于执行机构的正常运行。如果空气有杂质进入气缸，会直接影响气缸的运行。同时，它可以保证压力的稳定性，减少因压力突变造成元器件损坏。
目 录
引 言 1
1 气动冲床上下料装置机构 2
1. 1 机械本体 2
1. 2 气动机构 3
2 气动冲床上下料装置的工艺流程 6
3 系统总体设计方案 6
4 硬件设计 8
4．1 PLC技术应用及发展 8
4．2 传感器技术应用 10
4．3 PLC控制面板设计 13
5 软件设计 15
5．1 上下料装置工步图 15
5．2 I/O表分配 15
5．3 PLC外部接线 16
5．4 梯形图及说明 16
5．5 PLC网络通信 25
6 运行调试 28
6. 1 硬件调试 28
6. 2 软件调试 29
6. 3 整体调试 29
结 论 30
致 谢 31
参 考 文 献 32
引 言
随着“中国制造2025”的提出，生产过程急需智能化和自动化改造，对于提高工厂生产效率，改善生产环境具有重要意义。单纯的手工劳动方式已满足不了工业自动化的需求，因此，必须使用先进的自动化生产设备代替手工劳动。自动上下料装置是对生产线的一种改造，可以实现无人化，高效率生产，不仅降低生产成本，完成危险系数大、劳动强度大、重复枯燥的工作，还确保工作人员安全。自动化上下料装置应用程度极高，广泛的应用于机械加工的工件搬运以及卸料环节。可以将其与机床结合起来，构成一个柔性制造系统，可以减少其它的运输装置，使整个加工制造系统 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
结构紧凑。
机械手是依据人手部动作进行设计，可以完成抓取等一系列动作，广泛的应用于制造加工行业。机械手能够完成抓取动作，需要按照给定的程序和相应的轨迹一一执行。生产加工中，机械手起到的作用是不可估量的，可以大大提高生产率和产品的质量，同时还可以减轻工人的劳动强度，确保生产安全。同时，机械手可以代替工人从事高温、易爆、有毒等恶劣环境中的工作，它的适应环境能力较强。因此在很多生产过程中都会应用。机械手的结构形状可以根据实际需求进行设计，专用性强，被广泛应用在中小批批量生产中。
机械手根据驱动方式不同，可以分为液压机械手和气压机械手。液压机械手是通过液压来驱的，它可以抓取很重的物体、传动平稳、动作敏捷等优点，但是对密封要求比较严格，如果密封不好，可能导致液压油的泄漏，这样不仅导致运行效果不佳，而且还增加生产成本。气动机械手是利用外部压缩空气作为介质来驱动其手臂工作的，空气容易获取，成本低，具有动作迅速、结构简单等优点，可以适用于轻载运输的场合。考虑生产成本、被运输材料等因素，本设计采用气动传动机构结合吸盘使用，为气动冲床设计一款专用的上下料装置。气动冲床上下料装置在程序控制下，采用一定的传动方式，来实现吸盘对材料的传送，达到送料和卸料同步进行。通过这种方式可以实现冲床冲压过程的无人化操作，只需工作人员进行简单维护。这样可以提高生产效率，降低生产成本。这样的装置可以进行重复往返送下料，即确保了产品质量，也确保生产安全，避免工人因枯燥的劳动疲劳而造成生产事故。在冲压生产过程中运用自动化送料装置，构成一个完整的生产系统，是进行高速、高效、高质量冲压生产的一种有效方法，也是以后机械制造行业生产的发展趋势。
1 气动冲床上下料装置机构
1.1 机械本体
气动冲床上下料装置主要由执行机构、驱动系统以及位置检测装置等组成。在PLC的控制下，通过位置检测装置检测，确定气缸所在位置，然后执行机构控制驱动系统运行，以达到送料卸料的效果。整个控制系统中，PLC作为中枢元件，即可接受位置检测装置发出的电信号，又可对执行机构发出指令。可在系统中加入监控系统对装置运行状态监测，当动作发生错误时，就会及时给予报警。设计的实物本体如下图11。
/
1、滑块 2、工作台 3、等待区 4、存料区 5、光电开关 6、卸料装置 7、送料装置 8、磁性开关
图11 气动冲床上下料装置本体
工作过程：
气动冲床上下料装置开始运行时，送料装置在存料区和等待区同时开始吸料；上下移动气缸下限磁性开关检测到信号，气缸上升到达上限位置；上限磁性开关检测到信号，冲压装置向下冲压，同时送料装置向左移动到达水平气缸左极限；左极限光电开关检测到信号，送料装置向下运动到达下限位置；下限磁性开关检测到信号，冲压装置上升，送料装置在工作台和等待区放料并向上移动，当冲压装置上升至顶端时将冲压好的物料卸载在卸料装置上；上限磁性开关检测到信号，卸料装置向右移动到达右极限；右极限光电开关检测到信号，送料装置向下移动；整个上下料过程结束。
1.2 气动机构
1.2.1 气动机构原理图
根据图11气动冲床上下料装置本体的工作过程，绘制气动机构原理图（见12），该装置中运用到三个气缸，三个双控二位五通电磁阀，两个单孔二位五通电磁阀，供气装置等。
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1空气压缩机 2空气过滤器 3减压阀 4压力表 5油雾器 6手动阀 7、8、9、10、11电磁阀 12、13真空发生器 14、16、17气缸 15、18吸盘
图12 气动原理图
气源经过1空气压缩器压缩，再通过2空气过滤器过滤，然后调节适当的气压，7、8、9、10、11电磁阀分别可以通过PLC控制，7号电磁阀主要控制气缸14滑块的上下移动。8、13号电磁阀同时吸气，气体经过12、13真空发生器可以达到吸附效果，吸取物料。9号电磁阀主要控制气缸16上升与下降。10号电磁阀主要控制气缸17进行左右移动送料和卸料。
1.2.2 气动三联件
气动技术主要压缩控制作为介质，控制气缸运动，实现自动化控制。气动技术由于其动力源只需空气，简单便捷，因此被广泛的应用于工业控制中。气动冲床自动上下料装置中就应用了许多气动装置。气动装置大致有气源、气源处理器、执行元件等。气源装置可以压缩空气，使其具有足够的压力，并通过气源处理器过滤处理，得到纯净的空气，便于执行机构的正常运行。如果空气有杂质进入气缸，会直接影响气缸的运行。同时，它可以保证压力的稳定性，减少因压力突变造成元器件损坏。
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