CN216623037U - 一种连续冲床机组电控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种连续冲床机组电控系统，其包括机体，在机体上依次设有开卷机、矫直机、活套、送料辊、偏摆送料、冲床、剪刀、皮带机、垛板台，在连续冲床机构内设有减速机、冲孔模具。在开卷机、矫直机、送料辊上均设有第一驱动电机、第一驱动器和第一脉冲编码器；在偏摆送料上设有第二驱动电机、第二驱动器和第二脉冲编码器；在主操作台内设有PLC和人机界面。驱动器、触摸屏与PLC控制器通过Profibus‑DP通讯总线相连。本实用新型可以实现开卷、矫直、剪切、冲孔、垛板等整体机列控制功能，其中冲床机构也可以完全独立于机列系统进行冲孔作业，使用方式更灵活。

Description

一种连续冲床机组电控系统

技术领域

本实用新型属于轧钢工艺技术领域，具体而言，尤其涉及一种连续冲床机组电控系统。

背景技术

随着我国经济和技术的飞速发展，对铝板的加工要求越来越多。铝锭经过铸轧机、冷轧机的轧制，形成0.2mm～3.0mm厚的铝(铝合金)板带材，根据商业要求或用户要求，需要将铝板带材剪切和冲压成若干不同大小，不同形状的铝板。因此，市面上也逐渐出现了冲床设备，然而在电气控制方面，现有技术的冲床设备功能单一，大部分只具有冲孔功能，剪切效果差，且成本较高。

实用新型内容

1.本实用新型的目的在于提供一种连续冲床机组电控系统，利用偏摆送料三角函数计算配以伺服驱动器，可以实现连续冲孔，以解决现有技术中存在的功能单一的问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种连续冲床机组电控系统，基本过程为板材通过开卷之后经过矫直机校平之后，通过送料伺服走一定距离之后，经由偏摆伺服电机偏摆到位之后冲床剪下圆片，可以在在屏幕上设置一个周期冲孔数，例如：一个周期需要冲两排孔，一个周期分为大步和小步，冲同一排上的孔时，偏摆电机行走距离为大步，当第一排转第二排时，偏摆行走距离是小步。其技术方案如下：

在所述机体上依次设有开卷机、矫直机、活套、送料辊、偏摆送料、冲床、剪刀、皮带机和垛板台，在所述冲床机构内设有模具，在所述开卷机、所述矫直机、所述送料辊上均设有第一驱动电机，在每一个所述第一驱动电机上均设有第一驱动器，在所述第一驱动器内均设有第一脉冲编码器，在所述在所述偏摆送料上设有第二驱动电机，在所述第二驱动电机上设有第二驱动器，在所述第二驱动器内设有第二脉冲编码器；在所述冲床设有第三驱动电机，所述第三驱动电机上设有第三驱动器，在所述第三驱动器内设有第三脉冲编码器；在所述PLC控制器内设有Profibus-DP通讯总线模块，所述Profibus-DP通讯总线模块与所述第一驱动器、所述第二驱动器、所述第三驱动器相连。

如上述的连续冲床机组电控系统，进一步优选为：活套，所述活套只在上料过程中起到托料的作用。所述活套的一侧与所述矫直机相连，所述活套的另一侧与所述送料辊相连。所述活套区域布有光电开关,用调节送料速度；

如上述的连续冲床机组电控系统，进一步优选为：偏摆送料，所述偏摆送料由摆动伺服电机、摆动传动部分等部分组成，摆动部分在正常生产时起到定位的作用。送料部分在生产时起送料定位作用，偏摆量和送料量利用三角函数计算，用于实现冲孔的精准定位；

如上述的连续冲床电控系统，进一步优选为：在所述PLC控制器内设有处理器和Profibus-DP通讯总线模块，所述处理器与所述Profibus-DP通讯总线模块相连，所述Profibus-DP通讯总线模块与所述第一驱动器、所述第二驱动器、所述第三驱动器相连；

在所述主操作台上PLC控制器，内还设有偏摆系统模块，所述处理器与所述偏摆系统模块与所述Profibus-DP通讯总线模块相连；

上述的连续冲床机组电控系统，进一步优选为：所述第一驱动器ABB产品 ACS880系列变频器，所述驱动器与Profibus-DP通讯总线模块相连；

上述的连续冲床机组电控系统，进一步优选为：所述第二驱动器为埃斯顿 Pronet系列伺服控制器，所述第二驱动器为脉冲控制与PLC模块相连；

如上述的连续冲床机组电控系统，进一步优选为：所述第三驱动器为Parker 590P直流调速器，所述第三驱动器Profibus-DP通讯总线模块相连；

如上述的连续冲床机组，进一步优选为：所述人机界面为西门子MP277触摸屏。

2.本实用新型针对铝带板材冲床的工艺特点，冲圆的时候圆边距一致，经过实际测量偏摆和公式计算得出一致，送料距离的计算的极坐标算法的圆心点是用的偏摆的圆心，作为基准点，并且选择高性能的控制元器件来满足控制要求，其中，偏摆电机和送料辊电机选用的是高动态响应的同步伺服电机；控制驱动单元选择的是埃斯顿Pronet系列伺服控制器，其中，埃斯顿Pronet系列伺服控制器可以驱动同步或异步伺服电机，响应速度快，控制精度高，另外其内部特殊的软件架构成功的保证了偏摆送料机构运行时数学模型的计算与执行，保证了其行走距离的准确性，不仅持各种主流通信，可以方便的集成到任何系统，还支持各种主流反馈接口，应用灵活可靠；驱动部分可以选用Parker 590P (直流)或AC30(交流变频)或其它用户指定品牌驱动。本实用新型可以实现开卷、矫直、冲孔、垛板等整体机列控制功能，除此之外，本实用新型中的冲孔机构也可以单独提供冲孔作业，冲孔机构既可以完全独立于机列系统，也可以集成到机列系统，使用方式更灵活。

附图说明

图1为本实用新型的连续冲床机组的系统结构示意图；

其中，1、开卷机；2、矫直机；3、送料辊；4、偏摆送料；5、冲床；6、剪刀；7、皮带机；8、垛板台；9、模具；10、第一驱动电机；11、第一驱动器； 12、第二驱动电机；13、第二驱动器；14、活套；15、PLC控制器；16、第三驱动电机；17、第三驱动器；18、人机界面。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型的连续冲床机组电控系统，主要包括机体，在所述机体上依次设有开卷机1、矫直机2、活套14、送料辊3、偏摆送料4、冲床 5、剪刀6、皮带机7和垛板台8，在所述冲床机构内设有模具9，在所述开卷机 1、所述矫直机2、所述送料辊3上均设有第一驱动电机10，在每一个所述第一驱动电机10上均设有第一驱动器11，在所述第一驱动器11内均设有第一脉冲编码器，在所述偏摆送料4上设有第二驱动电机12，在所述第二驱动电机12上设有第二驱动器13，在所述第二驱动器13内设有第二脉冲编码器；在所述冲床 5设有第三驱动电机16，所述第三驱动电机16上均设有第三驱动器17，在所述第三驱动器17内设有第三脉冲编码器；

优选地，本实用新型中，送料位置码盘和偏摆位置码盘均为脉冲码盘。本实用新型中，脉冲码盘可以自动定位(调试时或更换码盘时进行一次自动定位)，消除了接近开关有死区、易受温度和震动等因素影响的缺点。

本实用新型中开卷机1用于对铝带板材进行开卷，板带依次经过矫直机、送料辊、偏摆送料，冲床、剪刀、皮带机、垛板台完成整个工作流程，本次实用新型生产线主要控制测量铝带板材的前进速度，与偏摆送料的偏摆量距离来完成冲孔过程，可以在不同排位置选择冲孔，用圆的半径，利用三角函数计算出移动距离和偏摆角度，然后冲床机构用于对铝带板材进行冲孔，从而完成冲孔要求。本实用新型选择SIEMENS S7-1200系列PLC(即PLC控制器)并通过 Profibus-DP通讯总线模块和现场驱动装置及编码器相连接，PLC控制器选用西门子1214CPU、高速计数器、通讯处理器、及其它开关量、模拟量输入输出模块。本实用新型具有定位准确、通过圆的半径的三角函数计算和PLC脉冲控制伺服达到位移的精准控制，从而实现冲孔位置精准控制。

总而言之，本实用新型创新性的提供一种连续冲床机组电控系统，设计了开卷、矫直、冲孔、垛板等整体机列控制方案，能够根据客户需求实现多排位置冲孔。此外，本实用新型中冲孔机构也可以单独提供剪切作业，既可以完全独立于机列系统进行冲孔作业，也可以集成到机列中进行冲孔作业，方式灵活。

如图1所示，优选地，为了便于故障诊断、长度修正、对系统进行校准操作等，本实用新型还包括触摸屏，触摸屏与开卷机1、矫直机2、送料辊3、偏摆送料4、冲床5、PLC控制器15相连。

优选地，本实用新型中，第一驱动器ABB产品ACS880变频器，

本实用新型中，

第二驱动器13为埃斯顿Pronet系列伺服控制器。

优选地，本实用新型中，第三驱动器17为Parker 590P直流调速器。

优选地，本实用新型中，触摸屏为西门子MP277触摸屏。

本实用新型的主要工作是将经冷轧机轧制完毕的铝带板材矫直、冲孔和垛板，冲孔机构是其中的关键部分，本电气系统能够保证冲孔机构剪刃和其它机列设备以及铝带板材的速度同步配合的情况下，将平动中的铝带板材按要求的定尺进行高精度的冲孔。

本实用新型系统技术性能参数为：

最高机列速度：1350转/分(每分钟可以生产38--40片原料)；

冲孔误差：小于±0.20mm；

开卷最大张力：20000N；

开卷卷径：φ500-φ1700mm；

来料宽度：1250mm--1600mm；

来料厚度：1mm--4mm(取决于矫直机2)。

与现有技术相比，本实用新型的优点和有益效果在于：

一、我公司对生产工艺的改进(由直角坐标系改为极坐标系)，使所有类型产品的成材率均上升3％--6％，实现了产品的成材率均高于72％的高效利用，达到了现代化自动化生产的技术水平。

二、本实用新型可以实现开卷、矫直、冲孔、剪切、垛板等整体机列控制功能，此外，本实用新型中的冲床机构也可以单独提供冲孔作业，冲孔机构既可以完全独立于机列系统，也可以集成到机列系统，使用方式更灵活；

三、本实用新型采用Profibus-DP通讯总线模块，极大地节约了控制电缆，节约了成本，同时也大大缩短了施工、调试时间，为用户赢得了最大限度的经济利益；

四、本实用新型具有各种补偿方式，保证了系统的精度及稳定性，剪切长度一致性非常好，开机后不需要任何人为干预，即能可靠的保证批量生产；

五、本实用新型出现故障后，根据触摸屏人机界面的故障信息能快速定位故障点，各种故障信号纳入到控制系统，并在人机界面上用中文明确的显示出来，免去维修人员查看手册中故障代码的麻烦，加快了故障判断的速度，进一步提高了整个控制系统的性能。

六、本实用新型的系统具有高度智能的诊断能力，包括驱动故障归档、故障信息文本显示、编码器脉冲检测等，保证了系统不会出现无故停机。

由技术常识可知，本实用新型可以通过其他的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。

Claims (6)

1.一种连续冲床机组电控系统，其特征在于，包括：机体，在所述机体上依次设有开卷机(1)、矫直机(2)、活套(14)、送料辊(3)、偏摆送料(4)、冲床(5)、剪刀(6)、皮带机(7)和垛板台(8)，在所述冲床机构内设有模具(9)，在所述开卷机(1)、所述矫直机(2)、所述送料辊(3)上均设有第一驱动电机(10)，在每一个所述第一驱动电机(10)上均设有第一驱动器(11)，在所述第一驱动器(11)内均设有第一脉冲编码器，在所述偏摆送料(4)上设有第二驱动电机(12)，在所述第二驱动电机(12)上设有第二驱动器(13)，在所述第二驱动器(13)内设有第二脉冲编码器；在所述冲床(5)上设有第三驱动电机(16)，所述第三驱动电机(16)上均设有第三驱动器(17)，在所述第三驱动器(17)内设有第三脉冲编码器；

一种连续冲床机组电控系统还设有主操作台，柜内设有PLC控制器(15)，所述PLC控制器(15)所述第一驱动器(11)、所述第二驱动器(13)、与所述第三驱动器(17)相连；在所述主操作台上设有人机界面(18)，所述主操作台与PLC控制器通过Profibus-DP通讯总线相连。

2.根据权利要求1所述一种连续冲床机组电控系统，其特征在于：所述偏摆送料(4)摆动部分在正常生产时起到定位的作用，送料部分在生产时起送料作用，偏摆量和送料量利用三角函数计算，可实现冲孔的精准定位。

3.根据权利要求1所述一种连续冲床机组电控系统，其特征在于，还包括：所述活套(14)区域布有光电开关，用于控制不同速度。

4.根据权利要求1所述一种连续冲床机组电控系统，其特征在于：所述第二驱动器(13)为埃斯顿Pronet系列伺服控制器。

5.根据权利要求1所述一种连续冲床机组电控系统，其特征在于：所述人机界面(18)为西门子MP277触摸屏，所述人机界面(18)上可输入料的宽度，冲孔直径数值，系统会自动计算偏移量，并在屏幕显示,所述PLC控制器(15)与Profibus-DP通讯总线模块相连。

6.根据权利要求1所述的连续冲床机组电控系统，其特征在于：所述冲床(5)主要由冲孔设备与模具(9)组成，冲孔设备可以适应多种模具的调整来满足客户不同的需求。

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