摘 要

随着人民生活水平的不断提高，人们对各种金属制品的需求量也不断增加，所以金属板材成型设备——冷弯机在工业制造中得以被大量的运用，冷弯机的生产加工制造技术得以迅猛发展。在如今的工业生产中自动控制技术显得越来越重要，自动控制技术能够实现生产制造过程的自动化，大大的减少了人工的干预，能够极大的减轻人工操作带来的差异，使加工出来的产品具有严格的标准。同时工业生产中实现自动化，还能极大的减少工人的负担为企业降低用人成本。 本文主要阐述了我对14076A型冷弯机控制系统如何设计并实现所需求的控制功能的设计与实现过程。14076A型冷弯机是一种生产C型建筑钢材的设备，根据其生产过程，可以分析出冷弯机所需要的控制要求。14076A型冷弯机的控制要求为：控制系统能通过控制伺服电机的启动与停止，使钢板能实现在指定位置的精确定位，同时，在钢板运动停止后，液压冲压系统开始运行，对钢板进行如冲侧孔，冲方孔，切断等加工操作。其中控制系统涉及到一系列的硬件，如伺服电机，编码器，液压电磁阀以及最重要的控制元件 PLC等。在本次毕业设计说明书中分别对个硬件进行了简单的叙述，介绍了它的类型，结构，以及主要功能等。然后根据14076A型冷弯机的加工过程和其控制原理，分别对冷弯机控制系统的软硬件系统进行了设计。因为主要是通过PLC进行控制，所以硬件系统的设计主要是对各主要的元器件进行选型，以及各元器件与PLC间如何进行连接等。软件系统的设计则是编写出满足控制要求的PLC梯形图，让冷弯控制系统实现自动化生产。本次关于控制系统的毕业设计，是对我大学所以学知识的大运用与大总结，让我明白了我在哪方面的知识还有所欠缺。

关键字：14076A型冷弯机；控制系统；伺服电机；编码器；PLC

Abstract

With the continuous improvement of people's living standards，the demand of people for all kinds of metal products is also increasing，Therefore the sheet metal forming equipment, cold bending machine is widely used in industrial manufacturing，production, processing and manufacturing technology of roll former is rapidly development.  Automatic control technology in industrial production is more and more important, automatic control technology can realize the automation of production process, greatly reduces the manual intervention, which can reduce the difference from manual operation，and make products has a strict standard. Industrial production automation, but also can greatly reduce the burden of the workers and for the enterprise to reduce labor costs. This article mainly expounds the process which is about the type 14076A roll former control system how to design and implement. Type 14076A roll former is a kind of C building steel production equipment, according to its production process, to analysis the control requirements of roll former. 14076A roll former control requirements: control system can control servo motor start and stop, make sure the steel plate can be achieved in a  accurate location, at the same time, after the steel plate motion stops, hydraulic press system began to run, punching side hole, square hole, cutting and other processing operations. Which involves a series of hardware in this control system, such as servo motor, encoder, hydraulic solenoid valve and the most important control element PLC, and so on. In the artic has carried on the simple narrative to a hardware respectively, introduces its type, structure, and the main function, etc. Then according to the machining process of the type 14076A roll former and its control principle, respectively for roll former machine control system hardware and software system design. Because is mainly controlled by PLC, so the design of the hardware system is mainly to the selection of main components, and how to make connections between various components and the PLC, etc. The design of the software system is carried out on the PLC programming, write meet the control requirement of PLC ladder diagram. This time the design about the control system of roll former, it is the great use of the university, so I learn knowledge and great summary, let me know where I am lacking for.

Keywords: Roll former; Control system; Servo motor: The encoder; Programmable logic controller.

目 录

第1章 绪论 6

1.1 14076A型冷弯机基本介绍 6

1.2 冷弯机控制系统设计的目的与意义 7

1.3 冷弯机控制系统的总体设计方案 8

第2章 14076A型冷弯机控制系统硬件设计 9

2.1 伺服电机控制系统的设计 9

2.1.1 编码器 9

2.1.2 伺服电机 11

2.1.3 伺服控制器 11

2.2 液压控制系统设计 13

2.3 可编程控制器PLC 14

2.3.1 PLC的发展历程 15

2.3.2 PLC的组成结构 15

2.3.3 PLC的选型 16

第3章 14076A型冷弯机控制系统电气控制线路图 16

3.1伺服电机控制系统电气控制线路图 16

3.2液压系统电气控制线路图 17

3.3 14076A型冷弯机控制系统总体电气控制线路图 18

第4章 14076A型冷弯机控制系统软件系统的设计 18

4.1 可编程控制器编程语言 18

4.2 14076A型冷弯机PLC控制梯形图设计 19

参考文献 24

致谢 25

第一章 绪论

1.1 14076A型冷弯机基本介绍

冷弯机是对钢材进行冷加工，使钢材在外力作业下弯曲变形，达到设计所期望的形状或结构的一种钢材加工设备。因为生产的产品的结构用途不同，不同类型的冷弯设备的机械结构，控制系统也有很大的不同。 因此有很多不同类型的冷弯设备，例如：在隧道，地铁等处对支护钢拱架加工制作的工字钢冷弯机；用于船舶肋骨加工的数控肋骨冷弯机等。 冷弯机虽然种类繁多，但一般都是由底座，机械传动，冷弯系统，液压系统，电器控制系统和辅助系统等六大部分组成。

本次毕业设计的设计对象14076A型冷弯机是一种C型槽钢冷弯机，将0.55mm厚的高强薄钢板的两侧卷起，并在C型钢设计好的指定位置进行展平，打侧孔，切方孔，打圆孔，定长切断等加工。 最终生产出设计好的用于建筑的C型钢材。它的生产厂商为美国的Scottsdale公司。 其型号14076A所表示的意义为：140代表该冷弯机生产的C型钢宽度为140mm。 7代表的是高强钢板经过的辊压结构是7个工位的，这7个辊压结构能使钢板逐渐变形弯曲成C型结构，而不是一次成型，减轻了剧烈变形对钢板强度的破坏。 6代表的是冷弯机的6个液压工位，6个液压工位的功能各不相同，分别为对C型钢侧边展平，在两侧打侧孔，在底部打圆孔，校正，切方孔和将C型钢切断等六个功能。