基于plc的折彎機液壓系統的設計

基于plc的折彎機液壓系統的設計

0板料折彎機測量設備性能的主要指標是生產能力、產品精度、可靠性和應用靈活性。高的性能指標要靠合理結構和系統的設計、完善的控制手段以及機、電、液、氣等協調一致的工作來保證。TRUMPF公司的TrumaBendV85板料折彎機應該說是目前在同類機型中具有良好性能的機器之一。本文對該機的液壓系統工作原理進行介紹,重點分析該機采用的壓力控制技術和方法,這些技術和方法對我們液壓工作者是有啟示作用的。1plc的控制信號該機采用PLC作為中心控制器,通過上位機與主機進行通信,在上位機上通過按鍵可從RT上選擇各種工藝參數進行運行模式設定。PLC通過各種模擬與數字模塊接口接收來自上位機的指令和各種傳感器(包括各行程開關、壓力繼電器、油溫傳感器以及濾油器報警傳感器)等信號,經過邏輯運算向各執(zhí)行元件輸出相應的控制信號包括比例溢流閥(圖中的元件3,以下同)的壓力調整、比例方向閥6a、6b的方向、流量控制等模擬信號和其它開關閥的數字信號等。本文不對電氣控制進行深入研究,下面要重點分析該機的液壓系統。3板料折彎壓制系統的工作原理該機液壓系統采用的元件中,泵是定量式柱塞泵;閥的種類形式較多,結構形式有滑閥式和螺旋插入式球閥式以及二通插裝式,驅動方式有普通電磁驅動和比例電磁驅動以及液控式等多種形式;油缸有用于壓制工件的活塞缸和用于夾緊模具的柱塞缸。所以本液壓系統綜合應用了各種元件的結構和性能優(yōu)點構成了基本控制回油路。下面具體分析各基本回路。(1)系統總壓力控制比例溢流閥3可以對系統的總壓力進行設定。電磁球閥2通電可以實現凸、凹模的壓力夾緊,夾緊后電磁球閥2斷電,夾緊油路的壓力仍將保持(下面敘述),這時比例溢流閥3的調定壓力是對滑塊上壓下油缸而言的。但是當壓下油缸沒有上下動作時,在這個系統中除夾緊缸存在壓力以外,其它部分是沒有壓力的,這是因為在兩個比例方向閥的各兩條工作油路中,沒有任何一條油路上存在壓力,也就不能把二通壓力插件4關閉,也就是系統通過4泄荷。只要任意一油路有壓力都將通過梭閥5a或5b和5c使閥4關閉,系統上壓。這樣就保證了在不工作時系統沒有多余功率消耗,起到節(jié)能和降低油溫的作用。(2)凸、凹模夾緊壓力控制在進行板料的折彎壓制之前必須將安裝在滑塊上的凸模和工作臺上的凹模夾緊,否則不能進行后續(xù)壓制。上滑塊的凸模的夾緊是通過20a、20b兩個柱塞缸完成的,工作臺上凹模的夾緊是通過20c、20d兩個柱塞缸完成的。由于滑塊上的凸模外伸較長,結構強度相對較低,所以對它的夾緊力既不能小也不能大(既不能夾變形又要夾得牢)。該機的夾緊壓力是將主油路壓力34+0.3MPa通過減壓閥14減壓至5.3+0.2MPa實現的。夾緊時,夾緊油缸外伸,壓力逐漸升高,當達到壓力繼電器18a的高壓檢測壓力4.8～0.3MPa時16a的電磁鐵斷電,這時夾緊壓力由蓄能器19保壓,蓄能器的作用還可以消除負載壓力變化引起的夾緊力不均現象,在工作過程中由于存在或多或少的泄漏現象使壓力降低,當壓力降至壓力繼電器18a的低壓檢測壓力3.3+0.8MPa時又使電磁球閥2和16a的電磁鐵繼續(xù)通電補足壓力,由于意外原因引起壓力過高可通過安全閥15限制。電磁球閥16b通電油路泄壓可卸下凸模。凹模的夾緊過程同凸模的夾緊過程基本類似,只不過由于凹模強度高不需要減壓,也沒有必要采用蓄能器和安全閥的保壓措施。在這一回路中電磁球閥16a、16b以及單向閥17a配合作用可以有效地保持夾緊缸的內部壓力相對穩(wěn)定而外部油路壓力的高低變化都不會對其產生影響,即實現所謂互不干涉回路。(3)壓制過程控制壓制過程是板料折彎生產的核心階段,這一部分的控制既要高效又要可靠。TrumaBendV85采用電磁控制、電磁比例控制與液控相結合的技術手段實現了快速壓下、預壓下、工作壓下、保壓和快速回程的工作模式。當電磁換向閥7右邊的電磁鐵通電對應的是比例閥6a、6b的快速下壓的工作過程,此時液動球閥9a、9b在控制油壓力的作用下被推向接通位置,而液動球閥13a、13b沒用控制壓力在彈簧力的作用下也被推向接通位置。此時壓制油缸12a、12b的上腔直接與油箱相通可快速充液,下腔沒有背壓可快速排油實現快速下壓。當電磁換向閥7的電磁鐵都不通電時對應的是預壓下,此時上腔仍可充液但沒有控制油壓力的液動球閥9a、9b處在斷開位置上,下腔回油必須經順序閥8a、8b構成的背壓閥下降速度受到限制,即實現所謂的預壓下。電磁換向閥7左邊的電磁鐵通電對應的是比例閥6a、6b的工作壓下過程,此時液動球閥9a、9b沒有控制油壓力處在斷開位置上,下腔回油必須經順序閥8a、8b構成的背壓閥,而液動球法13a、13b在控制壓力的作用下被推向斷開位置。此時壓制油缸12a、12b的上腔與油箱斷開可保持上腔壓力的升高,實現對工件的加壓。順序閥8a和8b為背壓閥的作用是平衡垂直油缸活塞自重下落產生的壓力。溢流閥10是安全閥限制下腔的最高壓力。保壓是比例方向閥通電時間長短決定的。返程時應對應電磁換向閥7兩邊的電磁鐵都不通電。應該說明各工作過程的快慢還與比例電磁閥的流量有直接關系。3壓力檢測通過以上的分析我們可以看出該機在壓力控制方法上是獨運匠心的。具體可見下面幾點:(1)夾緊油路壓力控制設計實現了與其它油路不相干涉;利用蓄能器保壓,壓力繼電器檢測壓力的變化,補足夾緊壓力,并有安全保護;凸模低壓夾緊。(2)利用電磁球閥切斷主油路向夾緊油路供油,夾緊后電磁球閥打開進行其它工作。(3)利用二通插裝式壓力插件與各梭閥配合工作實現了恰當時刻的泄壓與上壓,即上滑塊油缸動作時有壓力不動作時沒有壓力,節(jié)省能量降低油溫。(4)利用電磁球閥與順序閥配合可實現快速充液、預壓工作壓下和快速回程等動作。(5)電液比例閥的采用使壓力遠程操作更方便。該機采用比例溢流閥進行系統的總壓力設定;采用比例方向閥對壓下過程進行方向和流量的控制,對流量的控制過程實際上也是對壓力的控制過程。通過以上的分析我們可以看出壓力控制在該機器中的重要位置,所以良好的壓力控制方法對提高液壓系統乃至整個機器的性能是起重大作用的。4tramabnd53概述我國機電設備的技術水平與發(fā)達國家的同類產品還存在一定的差距。入世在即,我們應該