仓顶盖板数控剪切斜切自动化生产线研制

发布时间：2020-08-21 14:06

【摘要】：仓顶盖板是组装钢板仓仓顶的重要零部件,制作高质量的仓顶盖板对于解决钢板仓的密封和防水问题非常重要,其材料一般选用镀锌钢板。对于不同直径的钢板仓,仓顶盖板的长度和剪切角度是不同的。目前国内的自动开卷校平剪切生产线,只能实现钢板卷的横切或纵剪,不能用于仓顶盖板的加工。而国外少数的研发设备虽然可以实现不同角度的仓顶盖板的剪切,但价格十分昂贵。现有的仓顶盖板生产线中,横剪、剪切、斜切分开进行,加工工艺不连续,生产效率低,容易对镀锌钢板造成划伤;而且加工过程中的角度调整均为人工操作,调角精度低,工人劳动强度大。为改变仓顶盖板的加工现状,本文对仓顶盖板制造工艺进行了优化,让板料经过斜切后直接进行剪切。并对生产线设备进行了结构优化。基于行星齿轮运动原理,提出了新型调角机构,即通过齿轮啮合带动刀座旋转,完成斜切机和剪切机的调角。在调角的基础上,提出了剪切时送料方向和滚刀座进给方向的两非正交轴速度合成剪切加工方案,通过分别控制两非正交轴上步进电机的速度,在两非正交轴内进行速度合成,实现不同角度的仓顶盖板的剪切。为保证剪切时连续送料,提出了斜切机往复运动机构,实现斜切机的同步动态斜切功能。仓顶盖板数控剪切斜切自动化生产线控制系统由PLC、触摸屏、变频器及交流伺服系统等组成。选用信捷TH系列TH465-M工业触摸屏作为上位机,进行参数设置及画面监控;信捷XD3系列PLC XD3-60T-E作为下位机,进行控制程序编写;触摸屏与PLC之间通过RS-232串口通信实现数据交换。使用西门子V90伺服系统进行定尺送料装置的精确送料和调角机构的角度调整。剪切时选用57系列雷赛三相步进电动机及其配套驱动器3ND583,驱动定速送料装置和滚刀座进给机构完成仓顶盖板的剪切加工。本文还提出了两非正交轴联动步进电机直线插补剪切加工方案。进行了两非正交轴联动步进电机直线插补算法的研究;基于VB语言,通过编写数控仿真程序,验证了两非正交轴联动步进电机直线插补算法的正确性。该算法可在两非正交轴联动步进电机驱动的数控系统和数控机床中应用和推广。仓顶盖板数控剪切斜切自动化生产线实现了仓顶盖板加工的柔性自动化生产,大大缩短了单片仓顶盖板的加工时间,减轻了工人的劳动强度,提高了仓顶盖板的生产效率;并减少了仓顶盖板镀锌层的划伤,提高了钢板仓的使用寿命。
【学位授予单位】：山东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG305
【图文】：

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钢板仓实物图

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[5]。图1.2 镀锌板卷实物图Fig.1.2 Picture of galvanized sheet coil如图 1.3 所示，钢板仓仓顶一般由多个仓顶盖板组合装配而成。制作高质量的仓顶盖板对解决钢板仓密封、防水等问题有很大的作用[6]，所以仓顶盖板的加工精度对整个钢板仓来说是十分重要的。而用于不同系列的钢板仓仓顶的仓顶盖板，其剪切、斜切角度不同，传统的用于板料横切纵剪的生产线，如国内比较流行的 S-T44 系列生产线、BS-T44×1800 等系列（如图 1.4 所示），国外比较典型的ISI 的 Pathfinder 系列和 ABB系列均只能实现将板料校平横剪成一定长度的薄板或纵剪成一定宽度的薄板条，不能直接拿来用于仓顶盖板的加工。且目前国内尚未看到能将板料进行不同角度的剪切斜切加工的研究，仓顶盖板数控剪切斜切自动化生产线的研制迫在眉睫。仓顶盖板的制作包括镀锌板卷的开卷、校平、剪切、斜切等工序。在仓顶盖板剪切斜切加工中

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线设计了一套切实可行的控制系统。a）钢板仓仓顶组装完成图 b）钢板仓仓顶组装现场图图1.3 钢板仓仓顶实物图Fig.1.3 Picture of the steel soil’s top图1.4 纵横剪生产线实物图Fig.1.4 Picture of longitudinal and lateral shear automatic production line本课题拟研发的仓顶盖板数控剪切斜切自动化生产线能实现镀锌板卷的自动校平、剪切与斜切一体化加工，实现机器换人，减少镀锌板材料消耗，提高仓顶盖板生产效率、加工精度和使用寿命。不但用于实习企业的系列仓顶盖加工；准备进行批量制造数控剪切斜切自动化生产线，而且将在钢板仓制造行业进行推广应用，必将对推动社会经济发展做出很大贡献。

【参考文献】