摘 要

本文主要是对全自动油门线剥线机进行了设计和研究。剥线机主要分为机械结构和控制系统两个模块。机械结构方面主要分为剥线机外壳与工作区域两大模块。剥线机外壳由挡板、导板等组成，主要起的作用是固定切刀剪剥区域与电机组件。工作区域是由滚轮微调装置、进线装置、出线装置、切刀刀架、刀架轴，滚轮等组成，起到了固定油门线，传动油门线，最终完成油门线的剪剥任务。控制系统部分包括了键盘，PLC、RS485通讯、步进电机以及与步进电机相配合的驱动器，主要作用是控制滚轮以及切刀刀架轴的正反转，以完成剥线机的剪剥油门线任务。

论文主要研究了：

1）剥线机机械结构方面的设计，包括锥齿轮，同步带，步进电机以及主要轴系等零部件的设计计算与强度校核。

2）剥线机控制系统方面的设计，主要是PLC的选型以及PLC程序的编写与仿真。

本文所研究设计的全自动剥线机可实现的功能是：可剪剥不同直径的油门（0-15mm），

包括全剥和部分剥

关键词：剥线机；油门线；PLC；

Abstract

This paper is mainly about the automatic throttle cable stripping machine was designed and studied. Stripping machine mainly consists of mechanical structure and control system of two modules. The main mechanical structure for stripping machine shell and the working area of two modules. Stripping machine shell comprises a baffle, guide and other components, the main role is to cut the peel region and the fixed scissors motor assembly. The working area is composed of a rolling wheel trimming device, a wire feeding device, an outlet device, a cutter rest, a cutter head shaft, a roller and the like, and a fixed throttle line is played. Control part of the system includes a keyboard, PLC, RS485 communication, stepper motor and stepper motor and is matched with the drive, a major role is control roller and a cutting knife shaft of the positive inversion, to complete the cutting and stripping machine shearing stripping throttle line task.

This paper mainly studies:

1)stripping machine mechanical structure design, including the bevel gear, timing belt, stepper motor and the main shaft and other parts of the design calculation and strength check.

2)in the control system design of wire stripping machine, is designed and Simulation of the selection of PLC and PLC program.

The research of automatic wire stripping machine can achieve the design of the functionis:

stripping different diameter throttle line (0-15mm),Including full and partial stripping.

Keywords:stripping machine; throttle line; PLC;

目 录

第1章 绪论 1

1.1基于PLC控制技术剥线机的概述 1

1.2研究目的 1

1.3研究意义 1

1.5国内外研究现状 2

1.5.1PLC控制技术国内外应用现状 2

1.5.2 利用PLC控制技术设计剥线机系统结构的研究现状 2

1.5.3 基于PLC控制技术的全自动剥线机国内外研究现状 3

1.6本章小结 4

第2章 总体方案设计 5

2.1剥线机的工艺分析 5

2.2运动方式 5

2.2.1进线运动 5

2.2.2出线运动 6

2.2.3切刀的运动 6

2.3机构设计 6

2.3.1旋转运动转变为直线运动的方式 6

2.3.1.1齿轮齿条传动 6

2.3.1.2同步带传动 7

2.3.1.3丝杠传动 7

2.3.2微调机构 8

2.3.2.1送线轮微调机构 8

2.3.2.2刀架升降微调机构 8

2.3.3进线机构 9

2.3.4出线机构 10

2.4驱动装置 10

2.4.1伺服电机 10

2.4.1.1交流伺服电机 10

2.4.1.2直流伺服电机 10

2.4.2步进电机 11

2.5控制系统 12

2.6本章小节 12

第3章 关键部位结构设计 12

3.1进线机构的设计 13

3.1.1进线挡板的设计 13

3.2滚轮传动机构设计 13

3.2.1齿轮传动与同步带传动的优缺点比较 14

3.3出线机构的设计 14

3.4刀架调节机构 15

3.5滚轮微调机构 16

3.6剥线机内部结构关系 16

3.7物料清单 17

3.7.1滚轮总装物料清单 17

3.7.2上下滚轮总装物料清单 17

3.7.2.1上滚轮总装物料清单 17

3.7.2.2下滚轮总装物料清单 17

3.7.3前总装物料清单 17

3.7.4刀架总装 18

3.7.5工作区总装 18

3.8静态干涉检查 19

3.8.1上下滚轮总装干涉分析 19

3.8.2前轴支撑板与前挡板干涉分析 20

3.8.3切刀与刀架干涉分析 21

3.8.4出线管与出线挡板干涉分析 21

3.8.5导线管总装 22

3.9本章小结 22

第4章 关键部位参数设计 23

4.1切刀 23

4.1.1切刀的参数设计 23

4.1.2切刀的加工工艺 23

4.1.3切刀的校核 24

4.2滚轮 25

4.2.1滚轮的参数设计 25

4.2.2滚轮的加工工艺 25

4.3刀架轴 26

4.3.1刀架轴的参数设计 26

4.3.2刀架轴的校核 26

4.3.2.1按疲劳强度校核 26

4.3.2.2按静强度条件校核 27

4.4电机选型 28

4.4.1滚轮控制电机参数设计与选择 28

4.4.2刀架控制电机参数设计与选择 28

4.4.3电机转速控制 29

4.5锥齿轮的设计 29

4.5.1锥齿轮的参数设计 29

4.5.2锥齿轮的校核 31

4.6同步带与同步带轮的选型 32

4.7本章小结 34

第5章 PLC控制程序 35

5.1PLC选型 35

5.2 PLC控制程序的控制要求 36

5.3 PLC连线图 37

5.4继电器控制电路图 37

5.5PLC程序框图 38

第6章 总结与展望 41

6.1总结 41

6.2展望 41

参考文献 42

致谢 44

第1章 绪论

1.1基于PLC控制技术剥线机的概述

油门线剥线机即是将油门线以及以橡胶作为外皮，金属作为内芯剥离外皮的一种机械，根据油门线直径、材料及其构成不同，有不一样的机型：包括了粗细线型、全剥型半剥型等剥线机。现如今，人们在很多地方都需要依靠各种自动化的机械，而剥线机便是这样一种可以帮助人们生产工作的机械^[1]。

由于基于PLC控制技术的系统具有以下优点：1)、安全性较高，抗干扰能力强2)、功能十分完善，可在各个领域应用 3)、编程语言简易 4)、安装方便，维修简易 5)、所占空间小，重量轻，能耗低 6)、质优价廉，性价比高^[2]。

而目前市场上存在的剥线机主要有两种，第一种是用机电传动控制技术结合传统刀具进行导线加工，另一种是用单片机作为控制核心，再利用激光技术对导线进行加工。第一种的优点是价格低廉，缺点是精度较低，噪音大和刀具磨损较快；第二种优点是精度较高，且无噪音，缺点便是生产成本高，生产技术以及要求较高。所以提出基于PLC控制技术结合传统刀具的剥线机，这样可以提高精度，并且生产成本也较低，可以满足目前市场上的要求