汽车纵梁液压机控制系统及其设置.pdf
如 图 1所 示 ,控 制 系 统 主要 由西 门子 s 7 3 0 0 系 列 P L C、 西 门子 T P1 2 0 0触 摸 屏 、 德 国 NOVO 位 移传 感 器 、 力 士 乐 比例 流量 阀 、 济 宁 泰 丰液 压 系统 、 启 高 比例 泵 等组 成 。在 触 摸 屏 中设 置相 关 参数 , 根 据 位 移 传 感 器 反 馈 的信 号 , s 7 3 0 0 P L C进 行 运 算 处 理 后 控 制 液 压元 件 和 比例 泵 动 作 ,实 现 工 艺 控 制 要 求 。另外 在 压 机 油缸 下 腔管 路 上设 置有 比例 流 量 阀 , 当滑 块 由快 下 动 作 转 为 慢 下 动 作 时 , 通 过 改 变 比 例 流 量 阀 的 控 制 信 号 实 现 阀 口的 调 整 , 从 而 实 现 滑 块 运 行 速 度 由快 到 慢 的 无 冲 击 平 稳 过 渡 。 2系统 构 成 此 台机 床 共 采用 6只 油缸 驱 动滑 块 运 动 , 将 中 间 4只 油 缸 的 进 出 油 口合 并 通 过 液 压 系 统 统 一 供 油 ,两 边 油 缸进 出 油 由 电机 驱 动 比例 泵 经 单 独 的 液 压 系 统控 制 , 如 图 2所示 。根 据压 机 的速度 参 数 要 求 并 根 据 性 价 比判 断 ,选 择 采 用 比例 泵 控 制 较 好 , 选 型 时 为 了有 调 节 流 量 的空 间 , 两 只 比例 泵 选 用 1 6 0 BC Y1 4 1 B,其 他 油 泵 选 用 1 0 8 YCY1 4 1 B。 比例 泵是 利 用 ” 流量 一 位移 一 力 反馈 ” 原 理设 计 的 , 采 用 外 控 油 压 来 控 制 变 量 机 构 ,并 利 用 输 入 比例 电 磁 铁 的 电流 大 小 来 改 变 泵 的流 量 ,通 常 输 入 电流 与泵 的 流量 成 比例 关 系 。机 床 总共 安装 有 3根 位 移 传 感 器 , 控 制 系 统 以 中间 位 移传 感 器 为 基 准 , 机 床 左 右 两 端 安装 另 外 两 根位 移 传 感 器 ,实 现 的控 制 过程 为 当压 机 工 作 中滑 块 处 于 偏 载 状 态 时 , 导 致 左 右 两 端位 移 出 现偏 差 ,这 时两 侧 的位 移传 感 器 将 检 测 的 数据 发 给 P L C,通 过 P L C程 序 对 3根 位 移 传 感 器 的 检 测 数 据 进 行 比较 后 产 生 控 制 输 出 , 从 而 实 现 对 两 只 比例 泵 的 控 制 , 调 节 进 入 油 缸 的 流量 , 进 而 实现 压 机 滑块 运行 的左 右 同步 及 滑块 底平 面 与工 作 台 面 的平 行 度 。 同 时在 程 序 中设 置 有偏 载 保 护值 , 当两 端 位移 值 与基 准 位 移值 的偏差 超 过设 定 的极 限值 时 ,将 断 开 P L C的输 出并 停 止 压 机 的动 作 。 2 . 1底 缸 托 料 功 能 的设 置 通 常滑 块 压 制结 束 后 便 自动进 入 卸压 回 程 动 作 ,待滑 块 回程 到上 限位 置停止 后顶 缸再 顶 出 以便 于操 作者 取料 。但 常常会 因 为模 具 的槽 口造 成工 件 底平 面变 形 ,因此 客户要求 实 现压机 滑 块 回程 的 同 时进 行顶 出缸 的顶 出动作 , 以确 保工 件 的一 次成形 。 为此 制定 了新设 计 方案 , 具 体 为 当滑 块 下行加 压 、 保 压 动作完 成后 ,将 油缸上 腔 的压力 卸荷 让其 处 于卸 压状 态 , 此 时进 行顶 出缸 的顶 出动作 , 滑块包 括 油缸 活塞 杆受 迫上行 ,从 而实 现顶 出缸 与 滑块 的 同步动 作 控制 。 2 . 2自动 落料装 置 纵梁 成形 后会 紧 紧附着 在模具 上 ,操 作者 需通 过 撬杠 等工具 花费 较长 时 间才能使 其脱 离 。设 置 自 动 打料 装置 可便 于工件 脱模 , 降低 工作 强 度 , 提 升 工 作 效率 。 具体 控制过 程 为 当滑 块 回程到 离下模 一定 高 度 时打料 缸 自动 顶 出进行 打料 动作 ,待 滑块 回程 到上 限位后 打料缸 自动退 回 ,为下一 次循 环 动作 做 准备 。设置 回程 过程 中脱料 是 为减小 工件 落下 后 与 模 具撞 击产 生 的响声 , 同时也为 节省操 作 时 间 , 因为 当工 件落下 后操 作者便 可取 料 而此 时压 机滑块 还 处 于继 续 回程 工作 状态 。 2 . 3短 长料 成形 的选择 因 客 户 处 的 纵 梁 有 多 种 规 格 且 长 度 不 一 ,而 机 床 的有 效 工 作 台 面 长 达 1 2 m, 6只 油 缸 也 是均 匀布 置 , 在 压制 长度 ≤8 m 的纵 梁 时便 会 出现 两 只 边 缸 因 下 部 无 工 件 支 撑 继 续 下 压 , 造 成 滑 块 两 边 偏 载 , 严 重 的 可 能 会 将 连 接 螺 钉 拉 断 甚 至 造 成 油 口 缸 损 坏 。 为 避 免 此 情 况 , 原 先 的 做 法 是 在 模 具 两 头 垫 上 与 纵 梁 板 厚 相 同 的 板 块 。优 化设 计方 案则 为在控 制 面板上 设 置 吨 位转 换 开 关 , 当压制 短 板 料 时选 择 到 小 吨位 , 这样 在 压 制 时进 入慢 下 动 作 两 只边 缸 的压 力 将 始终 处 于低 压 状 态 , 满足 调 平 同 步控 制 要求 即可 , 这 样 就不 必 在 模 具 两 边 放 置 与 加 工 板 料 相 同厚 度 的小板 料 。 3卸压 动 作控 制 改进 通 常 压 机 的卸 压 动 作 是 依 靠 打 开 油 缸 端 部 的 充 液 阀来 实 现 的 ,但 在 现 实 使 用 中会 出现 充 液 阀 在 超 高 压 情 况 下 阀 芯 卡 死 无 法 打 开 现 象 ,而一 旦 充液 阀无 法 打 开便 无 法 实 现 油 缸 上 腔 的卸 压 及 滑 块 回程 动作 ,只 能通 过 松 开 油 缸 上 腔 的进 油 管路 进 行 喷油 实 现 卸 压 , 不 但 存 在 很 大 的危 险 , 而且 也 会 造 成 油 液 的 浪 费 , 特 别 是 对 于 纵 梁 压 机 来 说 因 其 吨 位 较 大 , 危 险性 更 大 , 损 失 也 就 更 大 。 因 此 特 设 计 此 卸压 阀 块 用 于 油 缸 上 腔 压 力 的 卸 荷 ,其 结 构 原 理 如 图 3所 示 ,在 油 缸 上 腔 建 高 压 时 由 于 插 装 单 向阀 和 球 阀 的作 用 可 实 现无 泄漏 ,确 保 油 缸 上 腔 可 建 立 高 压 满 足 加 工 工 艺要 求 ,而 当 充 液 阀 出 现 卡 死 故 障 无 法 打 开 时 只 需 让 球 阀 电 磁 铁 线 圈 得 电便 可 实 现 油 缸 上 腔 压 力 的 卸 压 动 作 ,也 可 让 油 缸 上 腔 的压 力 不 通 过 充 液 阀 而通 过 此 卸 压 阀块 进 行 卸 荷 ,并 且 可 通 过 对 插 装 阀 上 的 流 量 调 节 装 置 进 行 调节 实现 卸 压过 程 的快慢 变 化 。 P 1 图 3 卸压 阀块外形及原理 图 4安 全 设 置 急停 控 制 通过 安 全 控 制 器进 行 控 制 , 除 将 按 钮 旋 转 复 位 外 还 增 加 专 门 的 复 位 按 钮 和 指 示 灯 ; 双 手操 作 按 钮 采 用 安 全 控 制 器 中 的双 手 专 用 功 能模 块来 控制 ,对 两 只 按 钮 的 同步 动 作 时 间差 有 明 确 的要 求 ≤0 . 5 s , 因 压 机 工 作 台 面 较 长 , 设 置 有 两 只 移 动按 钮 站 , 两 只 移 动按 钮 站 上 的操 作按 钮 除 自 身 具 有 同 步 动 作 时 间 差 外 , 两 只 移 动 按 钮 站 间 的 操 作 也设 置 有 同步 动作 时 间差 ,确 保 操作 的安 全 ; 另 外 设 置 有 紧 急 回 程 按 钮 , 在 紧 急 状 态 下 用 于 强 制 性 回程 动作 。 5结 束 语 此 控 制 方 法 在 原 设 计 基 础 上 进 行 优 化 改 进 , 增 加 了宜 人化 的成 形 特殊工 艺控 制 ,在 降低 操作 者 劳 动 强度 的 同时提 高 了生产 效率 ,从 安 全角 度 出发进 行 了相 应更 改 , 保 护 了操作 人 员 的生命 安全 。 该 压 机 自投入 生 产使用 以来 , 一 直处 于正 常工 作状 态 , 为 客 户 创 造 了 实 实 在 在 的 价 值 ,也 给 公 司 带 来 了 丰 厚 的 回报 。 【 参考 文献 】 [ 1 ] 俞新陆. 液压机的设计与应用【 M 】 .北京 机械工业出版社, 2 0 0 6 . 【 2 ] 帅长红, 主编液 压机设计 、 制造新工艺新技术及质量检验标 准规 范[ M] . 北京 北方工业 出版社, 2 0 0 6 . [ 3 ] 贾铭新. 液压传动与控制【 M ] .北京 国防工业出版社, 2 0 0 5 . 【 4 】 曲 杰, 施印霞, 等. 汽车纵梁冷弯成形设备电气控制的设计与实 现叨. 锻压装备与制造技术, 2 0 0 8 , 4 3 1 2 6 2 8 . 【 5 ] 孟令武 .浅析 大吨位油压机设计 过程选 型要点f J 1 .锻 压装备与制 造技术 , 2 0 1 3 ,4 8 4 1 6 1 8 . [ 6 】 叶臻, 王晋抚. 具有抗偏载和同步机构的多工位液压机的研制 [ J ] .锻压技术, 2 0 1 1 , 3 6 2 6 4 6 8 . [ 7 】 严建文, 等. 大型精密数控平板硫化液压机关键技术研究[ J 】 . 液压 气动与密封 , 2 0 1 3 , 8 . Th e c o nt r o l me t h o d o f hy d r a u l i c pr e s s f o r t r uc k s i d e me mbe r QI A0 L i h u i , XU L u , w U G u o j i a n J i a n g s u G u o l i Me t a l f o r mi n g Ma c h i n e T o o l C o . , L t d . , Ya n g z h o u 2 2 5 0 0 9 , J i a n g s u C h i n a Abs t r a c t The c o mp o s i t i o n o f h y d r a u l i c pr e s s c o n t r o l s y s t e m f o r t r u c k s i d e me mb e r ha s b e e n The s y n c h r o n o us p a r t i a l l o a d pr e v e nt i o n me a s ur e s h a v e e f f e c t i v e l y e n s u r e d t h e s y n c h r o n o u s s mo o t h d me n t o f t he s l i d e r o f p r e s s .Th e p l e a s a n t c o n t r o l o f s p e c i a l f o r m i ng pr o c e s s ha s be e n e l a bo r a t e d,whi c pr o mpt n e s s o f t h e o pe r a t i o n a n d a u t o m a t i o n l e v e 1 .Th e s e c u rit y pr o t e c t i o n u ni t h a s b e e n i n c r e a s e d t o s a f e t y o pe r a t i o n r e q ui r e me n t . K e y wor ds Hy d r a u l i c p r e s s ;S y nc h r o n i z a t i o n ;S pe c i a l p r o c e s s ;Pr e s s u r e r e l i e f ;Se c u r i t y p r o t e c t i o n