翻梯穿铆机控制系统设计(附件)【字数：5741】
目 录
引 言 1
一、 控制系统设计方案 2
二、 控制系统硬件设计 2
（一）传感器的选型 2
（二）PLC的选型 4
（三）位置检测装置的选型 5
（四）伺服电机的选型 5
（五）气动装置的选型 6
三、系统的软件设计 7
（一）PLC的I/O分配 7
（二）控制流程 8
（三）控制程序 8
总 结 12
致 谢 13
参考文献 14
引 言
铆钉连接技术是一种新型的连接方式，它逐渐取代了传统的后向连接技术。传统连接方法存在经济和技术缺陷。让我们以点焊为例，其设备昂贵，连接成本高。多层和涂层板或铝、铜和不锈钢板难以连接。但是，实际生产中不可能连接不同材料的板、不同厚度的板以及中间有中间层的板。同时，传统连接方式的点焊会损坏钢板的表面涂层并产生热变形。另外，在连接处理过程中，不可能自动检测到所有不可靠因素而不造成损坏。此外，采用传统的连接方式，单件连接成本过高。例如，在铆接或螺纹连接方法中，准备工作加上相应的运输和备件成本将导致较高的成本。
自动铆接机采用冲压机设备和专用连接模，通过瞬间强高压加工工艺，根据板材本身的冷挤压变形，形成具有一定拉伸和剪切强度的无应力集中内镶嵌点，这样就可以连接两层或多层不同材料、不同厚度的板材。自动铆接机对板面无要求，不会损坏连接点板面原有的涂层和油漆层。连接过程高度自动化。它可以同时在一个或多个点上连接。可检测连接强度，无损伤，全过程自动监控，生产效率高。
控制系统设计方案
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根据前期课题设计规划和调研，翻梯穿铆机控制系统主要使用的硬件设备为汇川工业控制器（PLC及配套模块）、电感和电容式等传感器、触摸屏、伺服电机以及夹爪等附属器件。翻梯穿铆机控制系统实物图如下图11所示。
图11 翻梯穿铆机控制系统实物图
翻梯穿铆机控制系统以PLC为主控制器，结合触摸屏，传感器、检测信号发送给PLC，行程开关将位置信号发送给PLC，PLC经过编程控制后，输出信号，驱动夹紧装置加紧翻梯，伺服电机工作实现自动铆接。控制系统原理框图如下图12所示。
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图12 控制系统原理框图
控制系统硬件设计
（一）传感器的选型
1、光电传感器与光纤传感器
传感器它是一种将被测物体转换成各种电信号的传感器。它主要用于检测系统本身的状态、运行对象和运行环境，为有效控制系统的动作提供信息。
在本设计中，我们在传送带的开头安装一个光电接近开关，如图21所示光电接近开关为E3JKDS30M1，检测传送带上是否有物品，并驱动电机开始工作。在滑轨入口处，我们安装了一个该型号的漫反射接近开关。当漫反射接近开关接收到的反射光符合此轨迹的要求时，我们将反射的光能转化为电能，推动短冲程气缸工作，将物体推入轨道，等待几秒钟，气缸缩回。如果它没有接收到所需的光，它将不会移动到下一个轨道，也不会做出反应。反射传感器和光纤传感器也应安装在轨道上，如图22 e32zd200所示为光纤传感器。当在轨道上检测到物体时，接收到的信号将通过光纤传感器传输到夹爪，夹爪将把梯子放下。
图21 E3JKDS30M1光电接近开关 图22 E32ZD200光纤传感器
2、传感器接线方法
光电开关为三线感应开关。接线时，棕色线与正电位连接，蓝色线与负电位连接，黑色线与负载串联后与正电位连接。
需要注意的是，选择三线制开关式连接PLC数字输入模块非常重要。它一般分为两种类型。一个是公共输入端是电源的正端，电流通道输入模块是输入，另一个是公共输入端的电源是0v，电流将从输入模块流出。光电接近开关安装时注意事项如下：
（1）接近开关是有两线的也有三线的。三线接近开关一般分为NPN型和PNP型两种型号，这两种型号接线是不同的。
（2）双线接近开关的接线相对三线接近开关会简单一些。两线的接近开关与负载串联后可以直接连接到电源上。
（3）三线接近开关接线：红（棕）线接电源正极；蓝线接电源0V端；黄色（黑色）线为信号线，应接负载。负载的另一端接法如下：对于NPN接近开关，应接电源正极；对于 PNP 型接近开关，应连接到电源的 0V 端。
（4）接近开关的负载可以是信号灯、继电器线圈或PLC的数字输入模块。
（5）注意与PLC数字输入模块相连的三线制接近开关的选型。 PLC数字量输入模块一般可分为两种：常用输入端为电源0V，电流从输入模块流出（日式）。此时必须选择NPN接近开关；另一个公共输入是电源的正极，电流流入输入模块，井输入（欧式）。在这种情况下，必须选择 PNP 型接近开关。接线前需要都搞清楚才能不犯错误。
（6）双线接近开关受工作条件限制。当它被打开时，开关本身会产生一定的电压降，当它被切断时，会有一定的剩余电流流动。选择时应考虑到这一点。三线接近开关虽然多了一根线，但是它并不受残余电流等不利因素的影响，工作更可加靠。
（二）PLC的选型
1、PLC的定义
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