一种压力机用凸轮控制器电控系统设计

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1、无锡职业技术学院毕业设计说明书（论文）一种压力机用凸轮控制器电控系统设计摘要：在现代工业企业中，多数自动控制设备都具有循环往复运行特点。而电子式凸轮开关以其角度设置方便、功能多、体积小、可靠性高等优点，在这种循环性的自动控制中得到了广泛的应用。电子凸轮是根据机械凸轮的原理设计的，在一定程度上克服了机械式开关的一些缺陷，性能上也有了较明显的改进。关键词：可编程凸轮控制器方案设计电路硬件1引言随着科技进步和数字伺服技术的出现，在传动及控制系统中我们可以利用电子凸轮代替传统的机械凸轮实现各种复杂的往复运动。电子凸轮是以伺服控制技术为基础，并结合先进的微处理器，通过数字化

2、系统实现模拟机械凸轮的功能。本设计主要研究压力机上的凸轮控制。压力机具有用途广泛，生产效率高等特点。压力机的机械原理是由电动机通过摩擦盘带动飞轮轮缘而使飞轮旋转。压力机上的电子凸轮要和PLC配合使用，电子凸轮从PLC那里得到压力机在不同工作模式下的信号，然后判断如何实现停机。凸轮控制器亦称接触器式控制器。因为它的动、静触头的动作原理与接触器极其类似。至于二者的不同之处，仅仅有别于凸轮控制器是凭借人工操纵的，并且能换接较多数目的电器，而接触器系具有电磁吸引力实现驱动的远距离操作方式，触头数目较少。是一种大型的控制电器，也是多档位、多触点，利用手动操作，转动凸轮去接通

3、和分断通过大电流的触头转换开关。凸轮控制器主要用于起重设备中控制中小型绕线转子异步电动机的启动，停止，调速，换向和制动，也适用于有相同要求的其它电力拖动场合。凸轮控制器有两类：一类是机械式；另一类是电子式。机械凸轮是一种角度感应和控制装置，通过在金属盘片上加工出一定形状的轮廓曲线，使其在某个位置可以有效的使与之接近的微动开关产生动作－导通或截止。机械凸轮控制器出现较早，但是在应用过程中，发现了诸多不足：①效率低，这是因为机械连接的安装需要的步骤多，复杂程度高，并且完成后还需要一直进行维护；②操作过程噪声大；③适应性差，无法适应不同的模板；④无论是在安装设计阶段还是

4、机器最终完成后，机器性能的可量测性很差，无法预测机器的性能；⑤机床运行速度快凸轮输出响应滞后，不适合冲压行业生产高质量产品的要求，因为它很难提供达到工艺要求的各种精确角度；⑥机械凸轮一般安装在机床顶部，调整角度非常麻烦，费时费力，还容易误调整造成机床不安全。相对于机械凸轮，电子凸轮对大部分人来说都是比较陌生的，但电子凸轮的优点远远超过机械凸轮。电子凸轮完全克服了上述缺点，它更能适应现在市场的需求，具有十分广阔的潜在市场。电子凸轮又称ElectronicCAM，是模拟机械凸轮的一种智能控制器。电子凸轮是根据机械凸轮的特点,用一个驱动装置（如步进电机）直接驱动顶杆运动

5、,而驱动装置由控制系统控制,从而实现机械凸轮系统功能的机电一体化产品。由于该系统采用计算机控制,计算机输出数字量直接控制或经数模转换器转换为模拟量后控制驱动装置运动,实现顶杆的运动,故称为电子凸轮。电子凸轮控制器早已广泛地使用在机械压力机上。凸轮控制器应用于钢铁、冶金、机械、轻工、矿山等自动化设备及各种自动流水线上。随着国内制造业的发展，国内机械压力机市场对电子凸轮的需求量也日趋增大，目前，在机械压力机上电子凸轮替代机械凸轮已成为一种趋势。凸轮控制器是机械压力机电气控制系统的重要组成部分。在机械压力机的一个工作循环中，主机和辅机各工作机构的动作有严格的逻辑关系，包

6、括动作的顺序和动作所占用的时间。处理工作机构逻辑关系是由凸轮控制器来实现，凸轮控制器对曲轴旋转角度进行分配，发出相应信号。在压力机上，编码器随曲轴的旋转而转动，电子凸轮将接受到的编码器脉冲信号转换成角度或冲程速度在面板上显示，压力机所需的凸轮角度范围可在凸轮面板上进行任27无锡职业技术学院毕业设计说明书（论文）意的设置。电子凸轮显示比较直观，角度和冲程速度用数码管直接显示，角度设定也非常方便和安全，直接用按键在面板上设定。机械凸轮去掉后，机床上原先设计的凸轮传动机构去掉了，简化了机床结构，便于机床日常检修。电子凸轮可以实时监视到离合器制动器的刹车角度、刹车时的速度

7、、判断刹车稳定性、判断刹车性能；系统可以记忆离合器的离合次数，来判断离合器的使用频率高低。电子凸轮的出现最初仅仅是为了取代机械凸轮。随着电子技术高速发展，电子凸轮逐渐集成了很多新功能，这些新功能提高了机床的性能、自动化水平和安全性。目前，电子凸轮还在向网络化、智能化、冗余控制方向发展。2方案论证2.1方案一：可编程凸轮控制器主控制器设计外部功率输出数据输出旋转编码器读入编码器数据数据转化查找数据输出转速计算并显示输出数图1可编程凸轮控制器的系统框图如图1所示，旋转编码器与压力机曲轴连接,用于检测压力机曲轴在0~359b之间所处的位置,并将所测出的位置信息传给控制器

8、。在1个循