开式双柱可倾式压力机的PLC改造.pdf

文 章 编 号 1 6 7 2 0 1 21 2 01 5 0 6 0 0 4 4 ～ 0 3 开 式 双 柱 可 倾 式 压 力 机 的 P LC 改 造 姜鑫 陕西 国防工业 职业技 术学 院 机 电工 程学 院 ， 陕西西 安 7 1 0 3 0 0 摘 要 本 文对一 种 1 6 t开式双柱 可倾 式压 力机进 行基 于西 门子 P L C的 自动化 改造 ， 通过 改造 可 改变传 统 结构 中电气接 线复杂 、 可 靠性差 、 接入 端子少 、 升 级改造 困难 等诸 多 问题 ， 进 一步提 高设备 的使 用寿命 和 生产 效 率。利 用 P L C控 制技 术代替传 统 的接触器 一 继 电器控 制 系统具有 一定 的灵 活性和 可操作 性 ， 具 有 一定 的应 用 价 值 。 关键 词 压力 机 ； 控 制 系统 ； P L C； 自动化 改造 中图分类 号 T G3 1 5 ． 5 文 献标 识码 B DOI 1 0 ． 1 6 3 1 6 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 2 0 1 21 ． 2 0 1 5 ． 0 6 ． 0 1 l 1压 力机 结构 特点 分析 开式 双柱 可倾式 压力 机 ，是 采用 曲柄 滑块 机构 收稿 日期 2 0 1 5 0 5 0 9 作者简介 姜 鑫 1 9 8 4 一 ， 男， 讲师， 从事机电方向教研 作 为工 作机构 的一 种锻 压机 械 ， 适 用于板 料 的 冲孔 、 落料弯 曲、线 拉伸 及成 形等工 艺 过程 ，特别 在机 加 工 、模 具制造 、热处理 工艺 等方 面有非 常 重要 的应 用 。 该 机 在农业 机械 、 电气 工业 、 汽 车 、 拖拉 机工 业等 用 途较 为广 泛 。 根据 模态分 析结 果 ，该 伺 服液压 机 的机身 在 工 作 时应 该尽 量 避免 1 3 ． 1 5 Hz和 2 1 ． 0 2 Hz这两 个 频率 段 ， 以防止 伺服 液压 机 的机 身产 生较 大振动 ， 影 响液 压机 的工 作特性 。 4结 束 语 介 绍 了 1 6 0 k N伺 服 液压 机机 身设 计 方案 ， 该伺 服液 压机 的机 身采 用梁柱组 合式 结构 ，且 主要 采 用 焊 接方式 制造 。 该 梁柱 组合式 机身 分为 三部分 ， 即上 横 梁 、 立 柱 和下机身 。 通 过 对 1 6 0 k N伺 服液 压 机 的机 身进 行 静 力学 分 析 ，得 出了机身 在工作 过程 中的最 大应 力值 和应 变 值 ， 其最 大 应力 为 1 0 0 ． 2 MP a ， 最大 变 形 为 0 ． 3 ram。 该 机身 的最大 应力 值和应 变值 都处 于结构 允许 范 围 内 ， 验证 了设计 的合 理 l生。 对 1 6 0 k N伺 服 液压 机 的机 身进 行模 态 分 析 ， 得 到 了该 液压机 机身 的前 六 阶固有频 率 ，提 出液压 机 机 身在 工 作 时应 尽 量避 免 1 3 ． 1 5 Hz和 2 1 ． 0 2 Hz这 两 个 频率段 。该 模态 分析 为将来 做 响应分 析 和瞬态 动 力 学分 析等提 供 了重要 的模态 参数 ，为 深入 研究 该 伺 服液 压机 的振 动问题 等奠定 了坚 实 的基 础 。 【 参 考 文献 】 [ 1 ] 杜鑫， 孙苓生． 交流伺服电机在数控卷簧流水线中的应用【 J J ． 电 气传动， 2 0 0 5 ， 3 5 1 2 5 1 5 4 ． f 2 ] 郑洪波．伺服直驱泵控液压系统及其节能机理研究【 D 】 ． 广州 广 东工业大学 ， 2 0 1 2 ． [ 3 J 顾忠新， 胡智明． 基于 A N S Y S 折弯机机架的有限元分析【 J 】 ． 锻压 装备与制造技术 ， 2 0 1 4， 1 2 6 2 8 ． An a l y s i s a n d v e r i fi c a t i o n o f f r a me s t r u c t u r e f o r 1 6 0 k N s e r v o- h y d r a u l i c p r e s s CHE N C h a o ， F AN S h u q i n ， Z HAO S h e n g d u n ， C UI Mi n c h a o ， HAN Xi a o l a n 最 近 几年 ， 压 力机行 业 发展 非常 迅速 。 开式 双柱 可 倾式 压 力机 也暴 露好 出不 少缺 陷 ， 主要 有 品种短 缺 严重 ； 产 品技 术水 平低 ； 产 品机 械化 、 自动水 平 低 、 成 套 性差 。本文 通 过改 造 一种 1 6 t 开 式 双柱 可倾 式 压 力机 ， 集 成 P L C控制 技 术 ， 进 一 步提 升 设 备 的 自 动化 程度 和 冲压精 度 ， x - 4、 弯 曲 、 成形 切 边 、 拉延 和 冲裁等 _q 2 3 2 序 具 有很 高 的使用 价值 【 1 J 。 2压 力机设 备 改造 如 图 1 、 2所 示 为 改造 后 压 力 机 的外 部 结 构 图 ， 将 原 有 1 6 t 开 式 双 柱 可倾 式 压 力 机 的 原有 电气控 制 系统 全部 拆 除 ，将 改 造 用 P L C和 接 触器 、 继 电器 等 元件 安装 到 电气 柜 中 ， 通 过 线 缆将 控 制 柜 与压 力 机 机 械 主体 进 行 连 接 ，所有 控 制 过 程全 部 在 电气 柜前 面 的按 钮 操 作 下 完 成 。 图 1 改造后压力机侧视 图 化 、 失灵 等 现象 。 2 P L C的 输 入 输 出触 点 较 原 有 的 接 触 器 一 继 电 器 控制 系统 要 多 ，从 而减 少低 压 电气 元件 的使 用 数 量 ， 节 省 了大量 的空 间 ， 也减 轻 了设 备 的重量 。 3 利 用 计 算 机 编 写 P L C程 序 快 速 方 便 ， 根 据 零 件 的工 艺要 求可 以及 时调 整 冲压速 度 、滑块 行 程 和 闭合高 度等 参数 ， 简 单可 靠闭。 3电气 控制 系统 如 图 3所 示为 压力 机 电气 控制 系统 ，其 工 作过 图 2 改造后压力机主视 图 经 过 P L C改造 后 的设 备 代 替 了原 有 的接 触 器 一 继 电器 控制 系统 ， 具 有 以下优 点 1 控 制 过 程 更 加 稳 定 可 靠 ， 不 用 担 心 原 有 的 接 触 器一 继 电器 控制 系 统 由于使 用 时 间较 长 出现 的 老 图3 压力机电气控制系统原理图 程为 合上 闸刀开 关 Q F 1 及 Q F 2后 ， 控 制 线路 得 电 ， 经过 变 压 器 T V后 分别 以 6 V和 2 4 V 的 电压 输 送 给 电 源 指 示 灯 和 照 明 指 示 灯 ， 按 下 按 钮 S B 3后 ， 接 触 器线 圈 KM 得 电 ， 带 动 接触 器 触点 K M 闭合 ， 电机 开 始旋 转 ， 带 动 冲头下 行 ， 当冲头行 程达 到 最大 闭合 高 度后 ， 接 触 到行 程开 关 s Q， 中间 继 电器 KA得 电 ， 带 动 KA触点 闭合 触 发互 感器 C T， 完成压 力成形 过程 ， 此时按 下按 钮 S B1或 S B 2后 ， 压力 机断 电 ， 设 备停 止 工作 。 4 PLC 改造 经 过 P L C改 造 后 的 外 部 接 线 图如 图 4所 示 。采 用 西 门 子 S 7 2 0 0型 P L C 为 控 制 中 枢 ， C P U 2 2 6 AC ／ DC ／ RL Y机 型 ，该型 号 P L C共有 4 0个输 入输 出 按钮 S B 1 按钮 S B 2 按钮 S B 3 按钮 S B 4 ．．急停开关 热继电器 KH 行程开关 s Q 图 4 P L C改造后外部接线图 可 根据 实际需 要改 变行 程 、 闭合高 度和 输 出压力 等 ， 具 有 良好 的使 用价 值 。 5结 语 本 文对 一 种 1 6 t 开式 双 柱 可倾式 压 力机 进 行 了 基 于 西 门子 P L C的 自动化改 造 。改造后 可改变 传统 结 构 中电气 接 线复 杂 、 可 靠 性差 、 接入 端 子少 、 升级 改造 困难等 诸多 问题 ，进一 步提 高设 备 的使用 寿命 和 生 产效 率 。利 用 P L C控 制 技 术 代 替 传 统 的 接触 器一 继 电器控 制系统 具有 一定 的灵 活性 和可操 作性 ， 有 一定 的应用 价值 ，也 可 根据 用 户要 求 增 加 HI M1 人 机交 换 界 面 、 组态 程 序 、 工 业 网络 通 信 等 内容 ， 实 现全 过程 、 多 工序 、 全工艺 的 自动化 连续控 制 。 【 参考 文献 】 [ 1 ] 卢蔚民，孙友松，卢怀亮．电动螺旋压力机的分类与结构分 析初论摩擦压力机改造『 J ] ． 锻压装备与制造技术， 2 0 1 3 ， 4 8 6 1 2 1 8 ． [ 2 ] 董奇 峰 ， 曲桂英． J 5 3 1 0 0 0 t 压力 机改造 [ J 】 ． 金 属加工 热加 工 ， 2 0 0 9 ． 3 5 1 5 2 ． S t r uc t ur e de s i g n a nd s e r v o c o n t r o l o f a ma n i p ul a t o r f o r bo x h o t pr e s s i ng t e mpe r i ng f ur na c e J I ANG Xi n C o l l e g e o f Me c h a n i c a l a n d E l e c t ri c a l E n g i n e e ri n g ， S h a n x i I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y ， X i a n 7 1 0 3 0 0 ， S h a n x i C h i n a Ab s t r a c t A ma n i p u l a t o r h a s b e e n d e s i g n e d f o r t h e b o x h o t p r e s s i n g t e mp e r i n g f u r n a c e i n t h e t e x t ．T h e l a bo r i n t e ns i t y h a s b e e n r e d u c e d e ffe c t i v e l y ．T he l a b o r p r o d uc t i v i t y h a s be e n i mp r o v e d ．Th e d e g r e e o f a ut o ma t i o n ov at i o n． 0 c o nt r o l 欢 迎于 I 登