摘 要

卷板机是一种将金属板材弯卷成筒体、锥体、曲面体或其他形体的通用成型设备。根据三点成圆的原理，利用工作辊相对位置变化和旋转运动使板材产生连续的塑性变形，以获得预定形状的工件。该设备广泛用于锅炉、造船、石油、化工、金属结构及机械制造行业。关于卷板机的分类，国外一般以工作辊的配置方式来划分。国内普遍以工作辊数量及调整型式等来分类，一般分为：三辊卷板机（包括机械式三辊对称式卷板机、机械三辊非对称式卷板机、液压式三卷板机辊等）、四辊卷板机、特殊用途卷板机（包括船舶卷板机、油罐车卷板机、锥体卷板机等）。卷板机是板材卷曲的工具，在现在的工业生产，特别是装备制造业占据了举足轻重的地位。

本课题研究以三辊卷板机为研究对象，利用PLC 实现卷板机的数字控制。符合所学专业，把机，电，液三个部分有机的结合在一起。使课程有所延续，提高了学生学习的积极性，分析问题及解决问题的能力。

经过一段时间的收集资料，并且进行了参观实习，充分了解了卷板机的相关知识，结构。本次设计的电控系统是以西门子S7-200系列PLC为控制核心的工业计算机，具有微机操作和按钮操作两种操作方式。为确保卷板机功能的正确性和设计结构的安全性，进行了卷板机的工艺参数计算、功能的分析。

关键词：卷板机；传动控制；电气控制；人机界面

Design of control system of three roller bending machine

ABSTRACT

The plate bending machine is a equipment that bending sheet metal into a cylinder, cone,body or other form of general molding.The equipment is widely used for boiler, shipbuilding, petroleum, chemical,metal structure and mechanical manufacturing industry.The classification of rolling machine, foreign general configuration of the division of work roll.Domestic classification based on the number of work roll and the adjustment form.Generally divided into: three-roller plate(including symmetrical three-roller plate, asymmetrical type three-roller plate, horizontal mode under the three roller plate bending rolls, tilting mode under the three roller plate bending rolls, etc).Four roller plate bending rolls, special purpose machine (Marine plate bending rolls, cone plate bending rolls, double roller plate bending rolls, etc.).

This design is to satisfy the demand of the factory's actual level cut machine electrical control part has carried on the detailed design, in line with the specialty, the electricity, machine, liquid organic combination of the three parts together.Make courses have continued, improve the enthusiasm of the students to learn the ability to analyze and solve the problem.

After a period of time to collect data, and visit the practice, to fully understand the relevant knowledge of the machine structure. The design of electric control system with Siemens S7-200 series PLC industrial computer as the core control, with two operating modes: operation of the microcomputer and button operation. .The key is to achieve a breakthrough on this issue , do better.collection of The driving structure and position of each part design’s data..Calculation of roll bending torque.The design of internal gear gear box.On the roll side frame and both ends of the upper roller synchronous lifting device.Rolling cone machine straight side must eliminate method.In order to ensure the safety of rolling machine function is correct and the structure design, the process parameters of bending machine

calculation and analysis of the function.

Key words：plate bending machine;Transmission structure;electric control;

human-computer interface

目 录

1 绪 论 1

1.1卷板机的概述 1

1.2 国外卷板设备的技术现状 3

1.3 国内卷板设备的技术现状 3

1.4 课题研究意义 4

1.5 毕业设计内容 4

2电气控制系统总体方案设计 5

2.1 机器结构 5

2.1.1工作辊传动系统 5

2.1.2支承辊装置 5

2.1.3 翻倒机构 7

2.1.4．平衡装置 7

2.1.5．制动系统 7

2.1.6．机架 7

2.2工艺过程 7

2.3功能需求分析 8

2.3.1．具有手提和操作台两种操作方式 9

2.3.2．具有自动定位功能 9

2.3.3．参数可在线修改 9

2.3.4．要求对整个系统进行实时监测 9

2.3.5．实现上辊同步升降、单独升降也可在倾斜状态下同升同降 9

2.3.6．具有制动系统 9

2.3.7.电气系统应具有完善的保护环节 10

2.4系统方案设计 10

3 电气控制系统图设计 11

3.1电气控制系统图 11

3.2电气原理图的设计 11

3.3常用低压电器简介及选型 12

3.3.1 常用的低压电器 13

3.3.2低压电器的选型 14

4 控制系统的硬件设计 14

4.1 控制系统工作原理 15

4.2 控制系统硬件设计 16

4.3 可编程逻辑控制器配置 17

4.3.1PLC技术概述 17

4.3.2可编程逻辑控制器型号的选择 20

4.4人机界面配置 21

4.4.1触摸屏工作原理及选型 21

4.4.2触摸屏性能介绍 22

4.5传感器配置 22

4.5.1拉线位移传感器 22

4.5.2行程开关 23

5软件设计 24

5.1 PLC程序设计 24

5.1.1 STEP 7设计软件简介 24

5.1.2 I/O地址分配 24

5.1.3 PLC程序编写 25

5.2触摸屏操作界面设计 26

5.2.1触摸屏界面的设计方法 28

5.2.2系统的操作界面设计 29

6 总结与展望 34

6.1全文总结 34

6.2展望发展趋势 35

致 谢 37

参考文献 38

1 绪 论

1.1卷板机的概述

卷板机（Rolling Machine）是对板材进行连续点弯曲的塑形机床，具有卷制O型、U型、多段R等不同形状板材的功能。卷板机上辊在两下辊中央对称位置通过液压缸内的液压油作用于活塞作垂直升降运动，通过主减速机的末级齿轮带动两下辊齿轮啮合作旋转运动，为卷制板材提供扭矩。卷板机规格平整的塑性金属板通过卷板机的三根工作辊(二根下辊、一根上辊)之间，借助上辊的下压及下辊的旋转运动，使金属板经过多道次连续弯曲，产生永久性的塑性变形，卷制成所需要的园筒、锥筒或它们的一部分。该三辊卷板机缺点是板材端部需借助其它设备进行预弯。该卷板机适用于卷板厚度在 50mm以上的大型卷板机，两下辊下部增加了一排固定托辊，缩短两下辊跨距，从而提高卷制工件精度及机器整体性能。卷板机由于使用的领域不同，种类也就不同。从辊数上分三辊卷板机和四辊卷板机。三辊又分对称式三辊卷板机，水平下调式三棍卷板机，弧线下调式卷板机，上辊万能式三辊卷板机。从传动上分机械式和液压式。从卷板机的发展上说，上辊万能式最落后，水平下调式略先进，弧线下调式最高级。在卷板机行业通常按照工作辊数量及其位置调整方式、排布方式等进行分类，主要类型见表

表1.1不同形式卷板机的特点和结构介绍