《基于PLC的自動(dòng)成型機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)》8800字（論文）

基于PLC的自動(dòng)成型機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘要本篇論文以日本三菱公司FX3U系列的PLC設(shè)計(jì)了液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)成型機(jī)。對FX3U系列PLC和液壓系統(tǒng)的各部分構(gòu)成作了介紹，并對其基本組成回路進(jìn)行了說明。設(shè)計(jì)了自動(dòng)成型機(jī)的硬件方案和完成了軟件的程序編寫。并對該設(shè)計(jì)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證，證明了其有效性。本次設(shè)計(jì)中，電磁閥的型號(hào)為電磁閥型SY5140-5LZ-02；液壓系統(tǒng)使用了型號(hào)為HS01·210L的活塞式液壓缸，YYB1-AA6/9B-Y2型號(hào)的雙聯(lián)葉片泵以及BM2-125型號(hào)的低速大扭矩?cái)[線式液壓馬達(dá)。關(guān)鍵詞：自動(dòng)成型機(jī)；PLC；液壓系統(tǒng)目錄TOC\o"1-3"\h\u第一章緒論 41.1課題研究的背景和意義 41.2課題發(fā)展?fàn)顩r 4第二章PLC簡介 52.1PLC的由來 52.2PLC的特點(diǎn) 52.3plc的工作原理 7第三章液壓傳動(dòng)系統(tǒng) 83.1液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 83.2液壓系統(tǒng)基本回路 9第四章自動(dòng)成型機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 124.1成型機(jī)歷史 134.2成型機(jī)原理 134.3控制系統(tǒng)要求 144.4自動(dòng)成型機(jī)硬件設(shè)計(jì) 144.4.1PLC選擇 144.4.2電磁閥 154.4.3液壓系統(tǒng) 15第五章程序設(shè)計(jì) 165.1程序框圖 165.2I/O地址表分配： 175.3梯形圖 185.4程序設(shè)計(jì)與說明 18第六章仿真 206.1結(jié)論 21結(jié)束語 21參考文獻(xiàn) 22第一章緒論1.1課題研究的背景和意義隨著社會(huì)的進(jìn)步，社會(huì)生產(chǎn)力在不斷地提升，人力的速度漸漸跟不上生產(chǎn)的需求，這時(shí)，機(jī)械,自動(dòng)化的需求就十分迫切了。PLC，在如今工業(yè)化發(fā)展過程中具有十分顯著的作用，它的使用范圍已經(jīng)不再具體在某一方面，還應(yīng)用在更廣闊的方方面面。同時(shí)，在國內(nèi)外，PLC各行各業(yè)都有了大范圍的使用?，F(xiàn)在，PLC主要的應(yīng)用方面有運(yùn)動(dòng)方面，使用的過程中，網(wǎng)絡(luò)連接方面，以及數(shù)據(jù)處理等等方向上。現(xiàn)在，PLC系統(tǒng)可以直接和電腦連接，或者一系列的轉(zhuǎn)換，鏈接再與計(jì)算機(jī)進(jìn)行鏈接，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)信息的互通。同時(shí)，PLC的技術(shù)，隨著時(shí)間的流逝，也在不斷的擴(kuò)展，他的領(lǐng)域也會(huì)不斷地?cái)U(kuò)大，性價(jià)比也在不斷的提升。為了能夠更好的與各種工業(yè)環(huán)境相適應(yīng)，PLC擁有不少優(yōu)點(diǎn)：抗干擾能力強(qiáng)，方便程序編輯，以及操作方式簡潔，通用能力好，適應(yīng)能力強(qiáng)，功能廣泛；占地面積小，功耗少，便于維護(hù)等等。因此，PLC系統(tǒng)也專門為了生產(chǎn)的需求進(jìn)行了設(shè)計(jì)，通過學(xué)習(xí)相關(guān)方面的資料，知識(shí)，以此來解決實(shí)際的生產(chǎn)使用過程中會(huì)出現(xiàn)的種種問題，從而提升對PLC系統(tǒng)的使用和掌控能力?，F(xiàn)在，我們以PLC系統(tǒng)為基礎(chǔ)，對自動(dòng)化成型機(jī)進(jìn)行了更好的設(shè)計(jì)，使自動(dòng)化生產(chǎn)的方向向更好的質(zhì)量，更高的效率等方面發(fā)展。這樣，不僅能夠讓自動(dòng)成型機(jī)所生產(chǎn)的產(chǎn)品擁有更好的質(zhì)量和更高的品質(zhì)，也能讓工人更加輕松，從而提升工作效率，讓社會(huì)得到更好的發(fā)展。1.2課題發(fā)展?fàn)顩r在社會(huì)發(fā)展日新月異的今天，基于PLC的自動(dòng)成型機(jī)也有了許多不同方面的應(yīng)用。自動(dòng)成型機(jī)的工作原理和注射器有一定的相似之處，它主要是通過壓力，在封閉的模具內(nèi)加注入已經(jīng)融化的原料，等到它冷卻后，再分開模具，取出已經(jīng)固化的材料成品。注塑成型是一個(gè)不斷往復(fù)的循環(huán)：定量加入原料，將材料融化，將材料注入模具，等待冷卻，取出材料成品。待一個(gè)循環(huán)結(jié)束后，將模具封閉，再次進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)?，F(xiàn)如今，基于PLC的自動(dòng)成型機(jī)已經(jīng)有了大范圍，大規(guī)模的應(yīng)用。例如紙盒成型機(jī)，砌塊成型機(jī)，塑料成型機(jī)，鋼筋成型機(jī)等等。現(xiàn)在很多的模型，手辦幾乎都是由自動(dòng)成型機(jī)制作出來的。第二章PLC簡介可編程序控制器是一種十分大眾化的自動(dòng)控制系統(tǒng)，而且，微型處理器是它的基礎(chǔ)組成部分，并且綜合了自動(dòng)化控制，通信系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制等技術(shù)。它具有一系列十分明顯的優(yōu)點(diǎn)：占地面積小，使用方便，容易學(xué)習(xí)和掌握，各種功能多等等。最主要的，它有十分廣闊的使用范圍，同時(shí)，它在各種惡劣的環(huán)境中都能很好地使用，因此在廣大的從業(yè)者中有很高的人氣。而且，它在機(jī)械，冶金等等行業(yè)中都起著十分重要的作用，所以，它也被認(rèn)為是工業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程中的一個(gè)重要部件。2.1PLC的由來1969年，美國數(shù)字設(shè)備公司成功研發(fā)出有史以來的第一個(gè)可編程控制器。后來，莫迪康公司成功推出了084控制器。1971年，日本率先引入dsc.8控制單元。1973年，歐洲各國已經(jīng)成功研究出相關(guān)的可編程器件。與此同時(shí)，1974年，我國也開始對相關(guān)技術(shù)開始進(jìn)行研究工作。plc的發(fā)展與現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)、控制技術(shù)、電子技術(shù)、通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等有著緊密的聯(lián)系。與此同時(shí)，新興的科學(xué)技術(shù)又促使可編程控制器不斷地進(jìn)化。同時(shí)，它的進(jìn)化又對新出現(xiàn)的高自動(dòng)化技術(shù)提出了更加嚴(yán)格，更加先進(jìn)的要求，同時(shí)也使他們發(fā)展。2.2PLC的特點(diǎn)①PLC結(jié)構(gòu)簡單，不需要大量復(fù)雜的電子元件和活動(dòng)元件，因此，其相互之間的連線也大量地減少。所以，需要進(jìn)行維護(hù)的時(shí)間也大大減少，維護(hù)的方式也變得簡單，同時(shí)又提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定，可靠性。②PLC采用了類似于冗余設(shè)計(jì)，掉電保護(hù)，信息保護(hù)以及恢復(fù)等一系列的針對于穩(wěn)定性和可靠性的設(shè)計(jì)，提升了其的性能。③PLC的編程簡單，操作使用方便，同時(shí)，它又便于維護(hù)。因此，這些特點(diǎn)都降低了使用人員的操作門檻，讓跟多的從業(yè)人員能夠?qū)W習(xí)和使用，并且大大的減少了它的錯(cuò)誤率。PLC的可靠性提高，并且和普遍的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行比較，其原因有：①PLC一種專業(yè)的控制系統(tǒng)，特別為控制工業(yè)的生產(chǎn)過程所設(shè)計(jì)的。因此，與其他的，普遍的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相比，它具有更加簡便的編程語言和更加穩(wěn)定，有效的硬件。由于使用了簡單的編程語言，因此，編程中所出現(xiàn)的錯(cuò)誤率大大減少，而專業(yè)設(shè)計(jì)的硬件則的穩(wěn)定性和可靠性也大大提升。所以，PLC往往具有比普通計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更好的可靠性。②PLC在它的相關(guān)硬件的設(shè)計(jì)中，使用了許多方法來提升其可靠性。例如，使用可靠性高的電子元件；隔離和屏蔽干擾源，并且為系統(tǒng)內(nèi)存提供內(nèi)容保護(hù)以及斷電保護(hù)。同時(shí)采用一系列自診斷措施，使其便于進(jìn)行維護(hù)。③在PLC相關(guān)軟件設(shè)計(jì)中，提出了一系列的方案來提升系統(tǒng)的可靠性。比如對軟件使用過濾，進(jìn)行編程語言的簡化，對運(yùn)行信息進(jìn)行顯示等。有相關(guān)的調(diào)查顯示，用戶使用PLC的原因是因?yàn)槠淇煽啃愿?。與此同時(shí)，PLC還具有易操作性，靈活性等特點(diǎn)。易操作性：PLC的易操作性主要表現(xiàn)在以下的幾個(gè)方面:①操作簡單。主要表現(xiàn)在兩方面：一種是程序更改，另一種是程序輸入。大部分的PLC操作系統(tǒng)使用的是編程器，用它來進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入亦或是程序的更改。但如果是大型或是中型的PLC，那顯示使用的則是CRT屏幕，它能直接顯示所需要的結(jié)果。同時(shí)，它可以直接根據(jù)提供的信息，以及數(shù)據(jù)地址等信息，尋找到所需要修改的地方，然后直接進(jìn)行修改。同時(shí)，CRT屏幕可以直接顯示修改后的信息。②編程簡單。PLC自帶許多種類的編程語言。對于電子相關(guān)專業(yè)的從業(yè)工人來說，梯形圖可以很好的被理解和使用。而這，對于PLC的學(xué)習(xí)和使用，都有很大的助益。另一方面，因?yàn)椴紶栔浄旧矸?hào)所包含的便捷性，所以對于程序員來說，使用它進(jìn)行編程是很有幫助的。而其他的，類似于功能圖、功能模塊圖等等編程的方法雖然雖然沒有被多數(shù)人大經(jīng)常使用，但由于其功能簡潔，容易被掌握，依舊是被很多的技術(shù)人員來使用。③便于維護(hù)。當(dāng)相關(guān)的專業(yè)人員需要進(jìn)行維修時(shí)，PLC的自動(dòng)診斷功能使維護(hù)所需要的要求變得更低。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，它的軟件硬件則會(huì)進(jìn)行自動(dòng)檢測。并且，根據(jù)它故障燈的顯示和錯(cuò)誤代碼的提示，抑或是根據(jù)CRT屏幕的顯示，維修人員便可以使用很少的時(shí)間來找到故障并開始進(jìn)行維修。為了便于進(jìn)行系統(tǒng)出現(xiàn)意外時(shí)的維修，還有專業(yè)的設(shè)備可供使用，并且還提供了各種維修數(shù)據(jù)，以及插件板等等。而且，在設(shè)計(jì)時(shí)，PLC有關(guān)于維修的方面也進(jìn)行了能使其維修更加方便的特殊處理。比如，信號(hào)的顯示燈在比較容易進(jìn)行觀察的區(qū)域，而接線端是當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，便于進(jìn)行更換的類型。這些特別的設(shè)計(jì)都讓維修變得更加簡單方便，減少了維修時(shí)間。而且，標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)線都讓零件更加標(biāo)準(zhǔn)，使維修更加方便。靈活性:PLC的靈活性主要的表現(xiàn)在以下的幾個(gè)方面:①編程的靈活性。PLC系統(tǒng)本身便具有使用多種編程語言的功能。而且，只需要能夠理解和掌握其中一種，就可以非常流暢的使用它了。因?yàn)槠渲械倪B接方式是軟連接，所以如果需要進(jìn)行更換，可以十分方便的進(jìn)行改變，不用將PLC的硬件進(jìn)行改變，只需要對程序進(jìn)行一定的改變，就能夠滿足需求。而且這是繼電器系統(tǒng)怎么也無法做到的程度。因此，PLC控制系統(tǒng)可以很大限度的取代繼電器系統(tǒng)，變成現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域上的重要的一部分，重要的控制設(shè)備。②靈活地進(jìn)行擴(kuò)展。PLC有一個(gè)非常重要的特點(diǎn)，就是它能夠靈活地進(jìn)行擴(kuò)展。而且，隨著應(yīng)用的規(guī)模的擴(kuò)大，它也可以隨之而不斷的擴(kuò)展。它可以通過增加控制單元來進(jìn)行增加點(diǎn)數(shù)，而且，擴(kuò)展的功能可以由單元的擴(kuò)展來取得，又或者是與多個(gè)相同系統(tǒng)進(jìn)行連接，相互通信來進(jìn)行擴(kuò)展。這些功能又給用戶提供了許多便捷。③靈活地進(jìn)行操作。操作的靈活性可以有效地減少設(shè)計(jì)方面的工作量，同時(shí)又能讓編程變得更加簡單，操作更加方便。而且與繼電器控制系統(tǒng)相比，一些相關(guān)方面的操作也會(huì)變得更加簡單高效。同時(shí)，一些不通過的生產(chǎn)過程也可以由相同的控制臺(tái)進(jìn)行。2.3plc的工作原理當(dāng)PLC控制器在進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，會(huì)經(jīng)歷三個(gè)工作階段，而每三個(gè)階段為一個(gè)掃描周期。以下是這三個(gè)階段的介紹1、輸入采樣階段在采樣階段中，PLC會(huì)按照上下順序，對所有的數(shù)據(jù)進(jìn)行掃描，并且將掃描得到的數(shù)據(jù)存入I/O區(qū)中。在結(jié)束采樣后，會(huì)進(jìn)入程序執(zhí)行階段。2、用戶程序執(zhí)行階段在執(zhí)行階段，PLC會(huì)按照先后順序，進(jìn)行掃描并執(zhí)行程序的內(nèi)容。掃描結(jié)束后，進(jìn)入下一階段，輸出刷新階段。3、輸出刷新階段在輸出階段，CPU會(huì)以I/O區(qū)中所讀入的數(shù)據(jù)來刷新所有的鎖存電路，并且輸出至相連接的外設(shè)。第三章液壓傳動(dòng)系統(tǒng)液壓系統(tǒng)，通常被簡稱為液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，是由液壓能、控制元件、執(zhí)行元件等相關(guān)原件組成的能夠完成一系列固定動(dòng)作的系統(tǒng)。在現(xiàn)在的各式各樣的設(shè)備中，也都廣泛的應(yīng)用到了液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。這些液壓傳動(dòng)的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)有可能十分復(fù)雜，但是組成他們的都是一些基本回路。普遍來說，復(fù)雜的液壓系統(tǒng)的各種行動(dòng)可以如此進(jìn)行：（1）明了液壓系統(tǒng)需要的各項(xiàng)工藝要求；（2）縱觀整個(gè)系統(tǒng)，需要了解系統(tǒng)的組成，其中包含有哪種組件，同時(shí)，將每一個(gè)執(zhí)行組件成為中心，并且將系統(tǒng)分解，變成若干個(gè)子系統(tǒng)；（3）分析每一個(gè)子系統(tǒng)，理解其中的基本電路，根據(jù)執(zhí)行要求和循環(huán)動(dòng)作來對子系統(tǒng)進(jìn)行更深的理解；（4）根據(jù)液壓設(shè)備各執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的聯(lián)鎖、同步和抗干擾要求，分析了各子系統(tǒng)之間的關(guān)系在全面認(rèn)識(shí)該制度的基礎(chǔ)上，總結(jié)出整個(gè)制度的特點(diǎn)，以加深對該制度的認(rèn)識(shí)。3.1液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（1）動(dòng)力元件，又被稱為液壓泵。它的作用是把運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成為液壓系統(tǒng)所需要的液壓能，同時(shí)它也為系統(tǒng)提供液壓油。（2）執(zhí)行元件，又被稱為液壓缸，它的作用是把轉(zhuǎn)換而來的液壓能再次轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，使液壓缸有足夠的洞里來使機(jī)械進(jìn)行往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。（3）控制元件，通常是指各式類型的，進(jìn)行控制液壓系統(tǒng)中的液壓，流向等參數(shù)的閥門。以此使液壓元件能依照預(yù)期設(shè)計(jì)中的需求進(jìn)行工作。（4）輔助元件，通常包含有油箱、管路和壓力表等。它們是使系統(tǒng)能夠正常工作的必要元件。（5）工作介質(zhì)，又被稱為液壓油。它能夠使液壓系統(tǒng)進(jìn)行相互之間的動(dòng)力傳輸。同時(shí)，液壓油又可以為元件提供潤滑。3.2液壓系統(tǒng)基本回路所有的機(jī)械設(shè)備的液壓系統(tǒng)都是由基礎(chǔ)的回路構(gòu)成的。而一系列相關(guān)的基本元件組成了基本回路，它能夠完成一系列設(shè)計(jì)好的動(dòng)作。下面則是一些常見的基本電路。壓力控制回路整個(gè)系統(tǒng)的壓力由壓力控制閥控制。根據(jù)不同的系統(tǒng)功能，可以將壓力控制、壓力轉(zhuǎn)換、壓力釋放、壓力穩(wěn)定分為四個(gè)不同的電路和整體的壓力控制電路。①調(diào)壓電路：在該電路中，通過溢流閥設(shè)定系統(tǒng)的最大壓力。溢流閥是發(fā)揮這個(gè)作用的關(guān)鍵。當(dāng)系統(tǒng)的壓力超過由溢流閥設(shè)定的壓力時(shí)，溢流閥的開口部增加，為了維持系統(tǒng)的壓力，油壓系統(tǒng)的輸出壓力減少。②變壓回路：通過此回路改變系統(tǒng)局部范圍內(nèi)的壓力。如果將減壓閥連接在回路中，則回路后的壓力可以降低；相反，如果連接了增壓器，回路后面的壓力會(huì)增加。③卸壓回路：當(dāng)系統(tǒng)所需的壓力為低壓時(shí)，則可以通過泄壓回路來降低系統(tǒng)內(nèi)的壓降，以此滿足需求。④穩(wěn)壓回路：通過減小系統(tǒng)中所產(chǎn)生的壓力波動(dòng)，來使系統(tǒng)內(nèi)的壓力保持穩(wěn)定狀態(tài)。相關(guān)的裝置有蓄能器等等。速度控制回路通過控制液壓介質(zhì)的流量，從而控制執(zhí)行元件的速度。根據(jù)功能的不同可分為調(diào)速電路和同步電路。①調(diào)速回路：可通過節(jié)流閥控制系統(tǒng)內(nèi)單個(gè)組件的運(yùn)動(dòng)速度。節(jié)流閥可以通過控制液壓泵的流動(dòng)來改變液壓缸的速度。通常，這種形狀會(huì)縮小速度限制。在調(diào)整了油壓泵的輸出流量的情況下，稱為容積調(diào)速。②同步回路：通過控制兩個(gè)或者以上的執(zhí)行元件，并且使他們同步運(yùn)行。比如對兩個(gè)執(zhí)行元件進(jìn)行剛性連接；又或是串聯(lián)液壓缸，使流入的流量相等；亦或是通過節(jié)流閥，調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的流量。方向控制回路在液壓系統(tǒng)中,對執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)，換向等進(jìn)行控制的回路。方向控制回路可以分為換向回路和鎖緊回路。圖一圖1所示的電路是通過手動(dòng)控制反轉(zhuǎn)閥而產(chǎn)生的反旋轉(zhuǎn)路徑。在該電路中，輔助泵2用于供給低壓的控制油，先頻閥3手動(dòng)進(jìn)行控制換向閥4的動(dòng)作，能夠?qū)崿F(xiàn)主油電路的逆轉(zhuǎn)。通過將閥門3向右側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)，工作油流入閥4的左側(cè)，右端的工作油向油箱逆流，活塞下降。將閥門3向左,即進(jìn)行相反的操作，使活塞向上移動(dòng)。通過轉(zhuǎn)動(dòng)閥3使其位于中間位置時(shí),通過彈簧的作用,使閥4的閥芯回復(fù)，泵1重力撤銷。而這種回路，通常被用在大型的壓機(jī)上。如果讓工作部件能夠停留在任意的位置上，或者是在工作停止階段，使其不會(huì)在受到外力的情況下進(jìn)行移動(dòng)，則可以使用鎖緊回路。圖2圖2是使用\t"/item/%E6%B6%B2%E5%8E%8B%E4%BC%A0%E5%8A%A8%E7%B3%BB%E7%BB%9F/_blank"液控單向閥進(jìn)行鎖緊的鎖緊回路。通過將油壓鎖串聯(lián)連接到油壓缸的油壓入口和回油口，活塞在移動(dòng)過程中可以鎖定在任何位置。由于用于鎖定該元件的電路的精度僅受油壓缸內(nèi)少量泄漏的影響，所以其精度非常高。當(dāng)鎖定電路使用油壓鎖定時(shí)，當(dāng)換向閥處于中間位置時(shí)，電路釋放油壓工作油的壓力，活塞可以立即停止。使用O型功能時(shí)，如果換向閥處于中間位置，則控制腔關(guān)閉，因此不能立即關(guān)閉液控單向閥。

3.2液壓系統(tǒng)的工作原理液壓泵通過\t"/item/%E6%B6%B2%E5%8E%8B%E4%BC%A0%E5%8A%A8%E7%B3%BB%E7%BB%9F/_blank"電動(dòng)機(jī)的，將油從油箱內(nèi)吸出，同時(shí)，把電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)所需要的液壓能。在本圖中，介質(zhì)流過管道，通過\t"/item/%E6%B6%B2%E5%8E%8B%E4%BC%A0%E5%8A%A8%E7%B3%BB%E7%BB%9F/_blank"節(jié)流閥和換向閥進(jìn)入液壓缸左側(cè)腔室內(nèi)，從而推動(dòng)活塞使工作臺(tái)向右移動(dòng)，而液壓缸右側(cè)腔室內(nèi)所排出的介質(zhì)則通過換向閥流回油箱。換向閥如果改變方向，介質(zhì)則流入液壓缸右腔，使工作臺(tái)向相反方向移動(dòng)。如果改變節(jié)流閥，其開口可以調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)速度。而溢流閥則可以調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的壓力。第四章自動(dòng)成型機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)自動(dòng)成型機(jī)有許多的類型，本篇論文研究的是其中的注塑成型機(jī)。而它的主要作用是通過壓力使原料轉(zhuǎn)化成另一種形狀，形式的物體。同時(shí)，我們需要研究一種合適的工藝技術(shù)，在原料的各項(xiàng)性質(zhì)與成型技術(shù)之間取得一個(gè)平衡，從而制作出高品質(zhì)的成品。注塑機(jī)，也可以被稱為注射成型機(jī)，它是將塑料原料進(jìn)行加熱，在半融化狀態(tài)注入模具，施加一定的壓力，經(jīng)過冷卻，使其成為擁有固定形狀，尺寸的塑料成品的重要的設(shè)備。4.1成型機(jī)歷史注塑機(jī)的發(fā)展離不開相關(guān)塑料工業(yè)產(chǎn)業(yè)。最開始，注塑機(jī)依照和參考了金屬壓鑄機(jī)的原理。1932年，德國的布萊恩公司發(fā)明出了第一臺(tái)自動(dòng)注塑機(jī)。同時(shí)，注塑機(jī)的相關(guān)工藝設(shè)計(jì)也隨著時(shí)代在不停的進(jìn)步。1948年起，注塑機(jī)的結(jié)構(gòu)形式也從駐塞式漸漸進(jìn)化成螺桿式。而第一臺(tái)螺桿式自動(dòng)注塑機(jī)則在1959年被發(fā)明。從此，塑料工業(yè)史上又有了一大進(jìn)步，使塑料產(chǎn)業(yè)，注塑工藝得到了極大的發(fā)展。4.2成型機(jī)原理工作臺(tái)，液壓系統(tǒng)，指示燈等組成了一臺(tái)自動(dòng)成型機(jī)。它的系統(tǒng)之間的能量傳遞是由液壓油來實(shí)現(xiàn)的。從而使材料發(fā)生形變，以滿足塑料生產(chǎn)工藝的加工需求。本次論文所研究的成型機(jī)是使用PLC系統(tǒng)控制液壓系統(tǒng)中的各個(gè)液壓缸的電磁閥，使其打開和關(guān)閉，從而對液壓缸中活塞的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。并且?guī)?dòng)部件運(yùn)動(dòng)，使原料有足夠的壓力來使其成型。4.3控制系統(tǒng)要求1)將原料放入成型機(jī)的模具內(nèi)，此時(shí)，系統(tǒng)中處于初始狀態(tài)：S1=S3=S5=OFF,S2=S6=ON,Y1=Y2=Y4=OFF，Y3=ON。2)按下啟動(dòng)按鈕，使系統(tǒng)開始工作，此時(shí)Y2=ON，液壓缸B的活塞開始運(yùn)動(dòng)，S4=OFF。3)當(dāng)B的終止運(yùn)動(dòng)時(shí)，S3=ON。液壓缸A和C活塞開始運(yùn)動(dòng)，Y1=Y4=ON，Y3=0FF，S2=S6=OFF。4)當(dāng)液壓缸A和C的活塞都終止運(yùn)動(dòng)時(shí)，S1=S5=ON。原料加工完成。液壓缸活塞開始返回。Y1=Y4=OFF，Y3=ON，S1=S5=OFF。5)液壓缸A和C的活塞回到原點(diǎn)，S2=S6=ON，液壓缸B的活塞開始返回。Y2=OFF，使S3=OFF。6)當(dāng)液壓缸B的活塞回到原點(diǎn)時(shí)，S4=ON，系統(tǒng)回到初始狀態(tài)。將成品取出，并且放入原材料。進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán)。4.4自動(dòng)成型機(jī)硬件設(shè)計(jì)4.4.1PLC選擇PLC是一種因工業(yè)而誕生的專業(yè)的操作系統(tǒng)。它能夠在系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行順序執(zhí)行，邏輯運(yùn)算，計(jì)數(shù)等等一系列的操作。同時(shí)還可以使用不同的方式進(jìn)行輸出，以此來操控各個(gè)類型的機(jī)械設(shè)備。而且其相關(guān)的配套設(shè)備都按照PLC的相關(guān)特性進(jìn)行了設(shè)計(jì)。PLC對于程序的編寫是通過對軟件的控制來實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)還能夠進(jìn)性測試和修改。因此，相較于傳統(tǒng)的電氣系統(tǒng)，它的各項(xiàng)工作量都大幅減少；設(shè)計(jì)和調(diào)試所需要的時(shí)間周期也相應(yīng)縮短。同時(shí)，由于PLC的設(shè)計(jì)，它對故障有很高的抗性，就算出現(xiàn)故障，也能夠依照提示迅速的對故障點(diǎn)進(jìn)行維修。在本次設(shè)計(jì)中，共有8個(gè)輸入端以及4個(gè)輸出端?？紤]到系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及擴(kuò)展性，所以本次設(shè)計(jì)采用日本三菱公司FX3U系列的PLC來進(jìn)行控制。4.4.2電磁閥電磁閥是執(zhí)行器件，通常被用于機(jī)械設(shè)備。它能夠?qū)σ后w的流動(dòng)方向進(jìn)行控制，從而控制閥門的開關(guān)。同時(shí)，電磁閥的腔帶有多方向的通孔，且中間有閥門，通過兩面的電磁鐵，對閥門進(jìn)行控制。讓液壓油能夠進(jìn)入液壓缸中，并且通過缸中的壓力，使活塞進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。以此進(jìn)行一系列的機(jī)械聯(lián)動(dòng)，從而使電磁閥能夠控制設(shè)備的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。在本次設(shè)計(jì)中，所采用的電磁閥型號(hào)為SY5140-5LZ-02。4.4.3液壓系統(tǒng)液壓缸液壓缸是執(zhí)行單位。是能夠?qū)⒁簤河退a(chǎn)生的壓力能轉(zhuǎn)換為活塞所需要的機(jī)械能的轉(zhuǎn)換部件。同時(shí)，在液壓系統(tǒng)中，因其結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，從而液壓缸得到了大范圍的使用。本次設(shè)計(jì)所使用的液壓缸類型是單桿活塞式，其型號(hào)為HS01·210L，與其他液壓缸進(jìn)行對比，它擁有很輕的質(zhì)量以及緊湊的的結(jié)構(gòu)。且易于拆裝，維修方便。液壓油泵液壓油泵是系統(tǒng)中特別重要的一部分。在設(shè)計(jì)時(shí)，系統(tǒng)壓力以及介質(zhì)流量都對液壓泵有一定的設(shè)計(jì)需求。同時(shí)，為了使油泵能夠長期的使用，還需要對其的質(zhì)量，可靠性等有足夠的研究。液壓泵對于不同的種類有不同的特性。通常情況下我們使用的多是葉片泵，柱塞泵和齒輪泵。本篇論文中所使用的液壓泵為葉片泵中的雙聯(lián)葉片泵。型號(hào)為YYB1-AA6/9B-Y2。它的噪音較小，壓力大，效率高，多用于機(jī)床，注塑機(jī)，液壓機(jī)等液壓系統(tǒng)。液壓馬達(dá)液壓馬達(dá)是系統(tǒng)中執(zhí)行指令的器件。它能夠?qū)⑥D(zhuǎn)化來的液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)所需要的機(jī)械能。而傳遞這種能量所需要的就是液壓油。它主要的應(yīng)用場所是注塑機(jī)械，礦山機(jī)械，石油化工、港口機(jī)械等設(shè)備上。本篇論文中所使用的液壓馬達(dá)是型號(hào)為BM2-125的低速大扭矩?cái)[線式液壓馬達(dá)。適用于塑料機(jī)械等設(shè)備。在本篇論文中所使用的是低速大扭矩?cái)[線液壓馬達(dá)。它的優(yōu)點(diǎn)有：1.相較于其他液壓馬達(dá)，它的體積小，重量輕。2.成本低，安裝方便，可以無級調(diào)速。3.可以在液壓系統(tǒng)中串聯(lián)或者并聯(lián)。第五章程序設(shè)計(jì)5.1程序框圖5.2I/O地址表分配：按照論文給出的要求進(jìn)行程序的設(shè)計(jì)，啟動(dòng)和停止按鈕的開關(guān)為SB1和SB2，行程開關(guān)設(shè)計(jì)為六個(gè)分別是S1-S6，從而鏈接PLC的八個(gè)輸入端口。而電磁閥則連接PLC的四個(gè)輸出端口。下表是它的地址。5.3梯形圖5.4程序設(shè)計(jì)與說明（1）系統(tǒng)未開始運(yùn)行時(shí)，所有狀態(tài)均是初始狀態(tài)。開始工作時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕，程序開始運(yùn)行。液壓缸B的活塞開始運(yùn)動(dòng)。當(dāng)活塞終止運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩邊的液壓缸A和C的活塞開始向中心運(yùn)動(dòng)。當(dāng)A和C的活塞終止運(yùn)行時(shí)，模具已經(jīng)合攏，材料已經(jīng)成型。然后，各個(gè)活塞開始回到原點(diǎn)。首先是液壓缸A和C的活塞開始返回。當(dāng)A和C的活塞回到起點(diǎn)后，液壓缸B的活塞也開始返回。在B回到原點(diǎn)后，系統(tǒng)也回到了初始狀態(tài)。此時(shí)，可以將成品取出，并且放入原材料。進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán)。第六章仿真1.程序開始仿真，按下啟動(dòng)按鈕。此時(shí)X0開始工作，停止按鈕X7斷開。缸B電磁閥打開，活塞開始工作。同時(shí)，B的開限位X4未打開。2.當(dāng)B運(yùn)動(dòng)到它的關(guān)限位X3打開后，控制液壓缸A和C的電磁閥Y1,Y4開始工作，其活塞開始運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，A和C的開限位X2和X6關(guān)閉。3.當(dāng)活塞終止運(yùn)動(dòng)后，液壓缸A和C關(guān)限位X1和X5開始工作。此時(shí)，原材料的加工已經(jīng)完成。A的電磁閥Y1和C的關(guān)電磁閥Y4停止工作，同時(shí)，C的開電磁閥Y