沖床自動送料機的PLC控制與設計

介紹了沖床自動送料機的設計和PLC控制，分析了機構的工作原理和PLC編程方法。
關鍵詞：沖床；自動送料；PLC控制

一、沖床自動送料機的技術狀態

本文介紹的沖床自動送料機是一種用于冷擠壓套圈類零件的送料機器，是沖床進行技術改造的理想附機。該送料機克服了國內外有關沖床送料機的不足。如日本的RF20SD—0R11機械手送料裝置與沖床做成一體，從橫向(側面)送料，結構復雜，裝配、制造、維修困難，價格昂貴，又不適合于我國沖床的縱向送料的要求。RF20SD—0R11的結構由沖床上的曲軸輸出軸，通過花鍵軸伸縮，球頭節部件聯接機械手齒輪，由傘齒輪、圓柱齒輪、齒條、凸輪、撥叉、絲桿等一系列傳動件使機械手的夾爪作伸縮、升降、夾緊、松開等與沖床節拍相同的動作來完成送料，另設一套獨立驅動可移式輸送機，通過隔料機構將工件輸送至預定位置，這樣一套機構的配置僅局限于日本設備，不能應用于國產沖床。國內有的送料機構由沖床工作臺通過連桿彈簧驅動滑塊在滑道上水平滑動，將斜道上下來的料，通過隔料機構推到模具中心，并聯動打板將沖好的料撥掉，往復運動的一整套機構比較簡單，無輸送機構，聯動可靠，制造容易。但機械手不能將料提升、夾緊，料道傾斜放置靠料自重滑下，如規格重量變動，則料道上工件下滑速度不一致，易產生疊料，推料機構沒有將料夾緊，定位不正，廢品率較高，使用也不安全。

結合國產沖床工作特點，采用機械手與輸送機構配合為主要裝置，再配合采用自動卸料安全保護，設計了具有較大應用價值和推廣意義的自動送料機。

二、結構設計

該送料機主要配備于3150kN沖床，也可配備于1600kN或1250kN等沖床。它主要由機架(包括撐腳、電器箱、角鐵架)、輸送機(包括電機、變速箱、滾筒、輸送帶、料臺、料道、隔料機構、擋料機構等)、機械手(包括提升缸、夾緊缸、滑板、支架、連桿鉸鏈等)、供油裝置(包括油箱、液壓泵等)、卸料機構和安全保護裝置等部分組成(如圖1)。

圖1沖床自動送料機結構簡圖
1.機架2.輸送帶3.機械手4.隔料盤5.沖床工作臺
6.料倉7.擋料板8.工件9.電機10.模具

機架主要聯接沖床，裝置機械手并使其在一定軌道上滑行，裝置輸送機構、電氣元件。

輸送機是通過一臺電機驅動，通過皮帶、減速器的傳動至主動軸，使輸送帶以一定線速度輸送工作。工作經料臺進入料道(人工)，再通過隔料機構輸送至預定位置。

三、PLC控制

機械手需要完成將工件由A移向B的動作，機械手示意圖如圖2所示。它的動作過程如圖3所示。

圖2機械手示意圖 圖3機械手動作過程

機械手每個工作臂上都有上、下限位開關和左、右限位開關，而其夾持裝置不帶限位開關。一旦夾持開始，控制PLC內的定時器啟動，定時約束，夾持動作隨即完成。機械手到達B點后，將工件松開的時間也是由定時器控制的，定時結束時，表示工件已松開。有關輸入、輸出點在PLC內的分配，如圖4所示。

圖4PLC內I/O點分配圖

該機械手的動作過程如下：當按下啟動按鈕時，機械手從原點開始下降，下降到底時，碰到下限位開關(X401接通)，下降停止。同時接通定時器，機械手開始夾緊工件，定時結束，夾持完成。機械手上升，上升到頂時，碰到上限位開關(X402接通)，上升停止。機械手右移，右移碰到右限位開關(X403接通)時，右移停止。機械手下降，下降到底，碰到下限位開關(X401接通)時，下降停止。同時接通定時器，機械手放松工件，定時結束，工件已松開。機械手上升，上升到頂碰到上限位開關(X402接通)時，上升停止。機械手左移，左移到原點碰到左限位開關(X404接通)時，左移停止。于是機械手動作的一個周期結束。

機械手自動操作流程圖如圖5所示。狀態轉換圖如圖6所示。梯形圖如圖7所示。

圖5自動操作流程圖

圖6自動操作狀態轉換圖

圖7機械手自動操作的梯形圖

四、結論

沖床自動送料機實質上即機械手，能自動上料和卸料，提高生產效率，保證產品質量，改善工作勞動強度，確保人身安全。在冷擠壓加工行業中有較大的應用前景。

采用PLC來控制機構，并以微機為人機界面，較好地滿足了控制及系統的要求。并且測試精確，運行高速、可靠，使用壽命長。是一種實時監控系統，對相關系統的控制和設計有一定的參考價值。

參考文獻
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