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PLC成型機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文
1載帶成型機(jī)的發(fā)展概況
1.1載帶成型機(jī)的發(fā)展概述
加入可編程控制器（PLC）的控制系統(tǒng)，控制部分的結(jié)構(gòu)也是極為簡(jiǎn)單，可以由工人直接控制機(jī)器。這種載帶成型機(jī)，大多數(shù)還沒有采用人-機(jī)互動(dòng)技術(shù)（HMI）。改進(jìn)后的第二代半自動(dòng)載帶成型機(jī)仍采用傳動(dòng)軸模式驅(qū)動(dòng)，只是控制結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜化。第二代半自動(dòng)載帶成型機(jī)的可控制的調(diào)節(jié)性能比第一代更好，但是這樣的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)需要付出更高的控制機(jī)器部分的組成費(fèi)用。目前，現(xiàn)在正廣泛應(yīng)用的第三代全自動(dòng)載帶成型機(jī)，融合了“機(jī)械電子”的理念，采用伺服控制電機(jī)系統(tǒng)及簡(jiǎn)單的操作機(jī)械裝置，以便于達(dá)到執(zhí)行極為復(fù)雜動(dòng)作組的目的。第三代全自動(dòng)載帶成型機(jī)的開發(fā)重點(diǎn)在于單箱集合控制系統(tǒng)的引入，控制系統(tǒng)集合具有邏輯性的PLC功能和I/O裝置，還可以配備HMI技術(shù)、甚至是網(wǎng)絡(luò)操作控制服務(wù)系統(tǒng)來(lái)解決企業(yè)間及時(shí)溝通現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題。全自動(dòng)載帶成型機(jī)擁有完整的輸入/輸出（I/O）控制裝置，與伺服控制系統(tǒng)共由一個(gè)處理器控制執(zhí)行操作，當(dāng)伺服系統(tǒng)就位時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)傳感動(dòng)作指示，并通過(guò)總線發(fā)出信號(hào)，啟動(dòng)一個(gè)功能需要設(shè)定的工藝流程。
1.2全自動(dòng)載帶成型機(jī)設(shè)計(jì)目的
載帶參數(shù)因需而變，原有的集成控制系統(tǒng)也很難滿足新形勢(shì)發(fā)展的包裝需要。此時(shí)機(jī)電氣一體化技術(shù)的加入，從實(shí)質(zhì)是從系統(tǒng)觀點(diǎn)出發(fā)，運(yùn)用過(guò)程控制原理，將機(jī)械、電子技術(shù)與信息、檢測(cè)等有關(guān)技術(shù)進(jìn)行有機(jī)組合，實(shí)現(xiàn)整體最佳化。機(jī)電氣一體化技術(shù)就是這樣的一種新技術(shù)，它是在信息論、控制論和系統(tǒng)論的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的綜合技術(shù)。具體地講，它是將可編程邏輯控制器（PLC）控制理論及技術(shù)引入到載帶成型機(jī)設(shè)備的設(shè)計(jì)中。它從根本意義上改變了包裝機(jī)械，使其以智能機(jī)械設(shè)備的形態(tài)簡(jiǎn)化了人的控制與操作，也簡(jiǎn)化了成型機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)。全自動(dòng)載帶成型機(jī)設(shè)計(jì)的目的是讓載帶成型機(jī)的機(jī)械部分更好地與可編程邏輯控制器、傳感器、動(dòng)力源等進(jìn)行有機(jī)的組合；讓可編程邏輯控制器（PLC）更有效地控制載帶在送、收料傳動(dòng)系統(tǒng)，預(yù)熱、加熱、成型、沖孔、切料、拉帶等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的部件更優(yōu)化的控制。它有悖于常規(guī)的載帶成型機(jī)復(fù)雜繁瑣的控制，而是將機(jī)械電子、可編程邏輯控制器（PLC）、氣缸、傳感器等多種學(xué)科的先進(jìn)技術(shù)融為一體，更使零部件數(shù)量劇減，結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，體積也隨之縮小。
2全自動(dòng)載帶成型機(jī)工作原理及組成
2.1全自動(dòng)載帶成型機(jī)工作原理
我們根據(jù)帶子的規(guī)格調(diào)節(jié)好機(jī)器，把載帶半成品放入放帶部分。開動(dòng)機(jī)器，帶子就會(huì)按我們利用PLC編寫的程序進(jìn)行自動(dòng)被加熱、吹模定型、沖孔，根據(jù)我們所要的長(zhǎng)度進(jìn)行剪斷并自動(dòng)卷成成品盤的工作。
2.2全自動(dòng)載帶成型機(jī)組成
全自動(dòng)載帶成型機(jī)是由送料部分、預(yù)熱部分、局部加熱部分、成型部分、沖孔部分、拉帶部分、切斷部分、成品卷帶部分和調(diào)節(jié)部分組成。送料部分。送料部分是裝載載帶的原料的地方（載帶半成品）。這部分主要是由一個(gè)步進(jìn)電機(jī)提供動(dòng)力和一個(gè)光電測(cè)量元件構(gòu)成一個(gè)半閉環(huán)系統(tǒng)。步進(jìn)電機(jī)連接帶盤，進(jìn)行放帶，當(dāng)光電測(cè)量元件感應(yīng)到帶長(zhǎng)不夠時(shí)，就會(huì)發(fā)給步進(jìn)電機(jī)信號(hào)，這時(shí)電機(jī)就會(huì)自動(dòng)放電，如此以往，就會(huì)形成自動(dòng)調(diào)節(jié)放帶。預(yù)熱部分。當(dāng)帶子由放帶部分放出后，經(jīng)過(guò)導(dǎo)帶輪，進(jìn)入預(yù)熱部分。這部分是由兩塊加熱板來(lái)工作的，帶子從兩板間經(jīng)過(guò)時(shí)就被預(yù)熱了。加熱板上有溫度感應(yīng)元件，隨時(shí)監(jiān)測(cè)加熱板的溫度，溫度低了，就給加熱板信號(hào)加熱；溫度高了，就給加熱板信號(hào)停止加熱，就這樣來(lái)保持加熱板的預(yù)熱溫度。局部加熱部分。當(dāng)帶子進(jìn)行預(yù)熱完后，就到了下一個(gè)部分——局部加熱部分。這部分主要由加熱模具組構(gòu)成，由氣缸帶動(dòng)模具組運(yùn)動(dòng)。這部分的加熱方式、控溫方式與預(yù)熱部分一樣，只不過(guò)加熱板是兩個(gè)加熱模來(lái)進(jìn)行局部加熱的。成型部分。
成型部分是一個(gè)吹模模具組構(gòu)成的。帶子局部加熱后，到達(dá)吹模模具組，由于帶子已經(jīng)被預(yù)熱和局部加熱過(guò)，帶子局部已變軟，再通過(guò)氣缸的高壓氣，使帶子局部變形與我們的模具型腔貼合，再通過(guò)高壓氣流冷卻成型，達(dá)到我們要求的形狀。沖孔部分。由于生產(chǎn)的載帶是用于自動(dòng)化生產(chǎn)中，必有一些符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的定位孔和透氣孔，因此我們?cè)O(shè)計(jì)了沖孔部分。它是由沖壓模具組成的，由氣缸提供動(dòng)力的。帶子成型后，就到?jīng)_模組工步，進(jìn)行定位孔與透氣孔的沖型。拉帶部分。拉帶部分是控制載帶制造的快慢的調(diào)節(jié)部分，是整個(gè)機(jī)器中帶子運(yùn)行的總動(dòng)力源。它是由兩個(gè)機(jī)械爪來(lái)交替拉帶的，由滾珠絲杠來(lái)控制機(jī)械爪的位置，準(zhǔn)確定位，才能準(zhǔn)確控制拉帶時(shí)間。切斷部分。切斷部分是載帶制造過(guò)程中控制帶長(zhǎng)的。這部分主要是由一個(gè)光電讀數(shù)元件來(lái)監(jiān)控載帶的長(zhǎng)度，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定的長(zhǎng)度時(shí)，將給切刀一個(gè)信號(hào)就將其自動(dòng)切斷。成品卷帶部分。成品卷帶部分是載帶制造的最后一道工序即成品卷帶。這部分主要是由一個(gè)步進(jìn)電機(jī)提供動(dòng)力和一個(gè)光電測(cè)量元件構(gòu)成一個(gè)半閉環(huán)系統(tǒng)。步進(jìn)電機(jī)連接帶盤，進(jìn)行卷帶，當(dāng)成品載帶按規(guī)格被剪斷時(shí)，光電測(cè)量元件感應(yīng)到帶的信號(hào)時(shí)，就會(huì)發(fā)給步進(jìn)電機(jī)信號(hào)，這時(shí)電機(jī)就會(huì)自動(dòng)收帶；光電測(cè)量元件感應(yīng)到?jīng)]有帶子的信號(hào)時(shí)，就會(huì)發(fā)給步進(jìn)電機(jī)信號(hào)，這時(shí)電機(jī)就會(huì)停止收帶，等待收帶信號(hào)。
如此以往，就會(huì)形成自動(dòng)調(diào)節(jié)成品收帶。調(diào)節(jié)部分。調(diào)節(jié)部分是根據(jù)我們所要的帶寬，進(jìn)行調(diào)節(jié)機(jī)器的工作寬度。其中包括局部加熱部分、成型部分、沖孔部分各模具組的型號(hào)。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的成型機(jī)系統(tǒng)能夠極大地提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，有效減輕人工的勞動(dòng)強(qiáng)度，縮小與國(guó)外載帶成型機(jī)技術(shù)的差距。包裝機(jī)械廠商及供應(yīng)商共同追求的目標(biāo)是：機(jī)器性價(jià)比提高，機(jī)器的工作速度更快、性能更好更穩(wěn)定，廠房占地面積減小。所以根據(jù)需求而不斷有新的技術(shù)推出也就成為載帶成型機(jī)不斷發(fā)展的源源動(dòng)力。
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