壓力機自動換模流程的設(shè)計

壓力機自動換模流程的設(shè)計

自動換模是壓力機的重要功能之一。除了提高生產(chǎn)效率，縮短手動操作外，它還具有整個工作過程的自動化價值。自動換模分單機自動換模與全線自動換模兩種方式。1自動換模過程控制1.1自動換模檢測換模之前需在主操作盤上將功能轉(zhuǎn)換開關(guān)切換到“換?！蔽恢?。單機自動換模過程包括:選擇新模具號、換模條件確認、卸模流程、裝模流程四個步驟。(1)選擇新模具號切換人機界面(HMI)到“模具列表”頁面(見圖1),在列表中選擇所要更換的新模具號,打開保存在配方中的模具參數(shù)表,查看頁面左上角“離線模具編號”,確認打開的新模具編號無誤。新模具的所有參數(shù)從配方中調(diào)出后會在模具離線參數(shù)頁面的各個“輸入/輸出域”中詳細列出,查看相應(yīng)頁面并確認無誤后即可進行下一操作。(2)換模條件確認切換HMI到“更換模具條件”頁面(見圖2),查看換模條件是否正常。即在安全系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、濕式離合器系統(tǒng)、平衡缸氣壓、保護油壓、主驅(qū)動系統(tǒng)、活動工作臺、模具夾緊器系統(tǒng)均正常,并且滑塊靜止在上死點的情況下滿足自動換模條件。因封閉高度為機械壓力機的關(guān)鍵參數(shù),所以必須在HMI上確認封閉高度是否合理,在頁面的右上方有“當(dāng)前封閉高度”的數(shù)值顯示。此外,在換模前還需要核對模具編號,即在HMI的右側(cè)同時顯示出“在線模具編號”、“離線模具編號”以及“更換模具編號”,當(dāng)確認無誤后可進行下一操作。此處的“離線模具編號”為上一步驟中打開的模具號,“更換的模具編號”應(yīng)與“離線模具編號”相同,否則控制程序會在判別后中斷換模流程并在HMI上報出故障。(3)卸模流程切換HMI到“卸模流程”頁面(見圖3),當(dāng)按下操作盤上的“換模起?！睅舭粹o后,按鈕的綠燈亮起,自動換模的卸模流程隨之開始。卸模流程如圖3左側(cè)所示,當(dāng)一個步驟完成時其紅色指示標(biāo)記會變?yōu)榫G色,最后,當(dāng)“外工作臺移入”步驟完成后卸模流程結(jié)束;此時,如果不需要進行裝模操作,按下“換模結(jié)束”按鈕,便可結(jié)束換模過程;如果需要繼續(xù)裝模則可以切換到“裝模流程”畫面繼續(xù)監(jiān)控裝模過程。應(yīng)注意在“調(diào)整滑塊至換模封閉高度”步驟完成時,應(yīng)確認“當(dāng)前封閉高度”值與“當(dāng)前模具換模封閉高度”值保持一致。(4)裝模流程切換HMI到“裝模流程”頁面(見圖4),各裝模步驟完成后相應(yīng)指示標(biāo)記會變?yōu)榫G色。在執(zhí)行“更換新的工藝參數(shù)”步驟時,程序會將“離線參數(shù)”傳送到“在線參數(shù)”的數(shù)據(jù)存儲塊中,替換掉原有的數(shù)據(jù),使壓力機所有的操作按照新的模具參數(shù)執(zhí)行。當(dāng)“調(diào)整滑塊到用于零件沖壓的封閉高度”步驟結(jié)束后本次換模結(jié)束。此處同樣應(yīng)注意:在“調(diào)整滑塊至新?lián)Q模封閉高度”步驟完成時,應(yīng)確認“當(dāng)前封閉高度”值與“當(dāng)前模具換模封閉高度”值是一致的。1.2自動換模過程的控制該換模過程不需要操作人員參與,每臺壓力機在收到總控臺發(fā)出的新模具號與開始換模指令后便開始執(zhí)行自動換模的整個過程。其中新模具參數(shù)的打開是通過PLC程序觸發(fā)操作位來實現(xiàn)的。全線自動換模的具體步驟與單機自動換模完全相同,當(dāng)所有的動作都完成后,壓力機將會向主控臺發(fā)送“換模結(jié)束”的信號。2壓力機調(diào)整階段無論是單機換模還是全線自動換模,壓力機都會進行下面流程:(1)在整個換模操作期間,安裝在工作臺出口處的橙色指示燈在換模期間保持閃爍,該信號負責(zé)提示人們不要進入工作臺光柵區(qū)域。(2)主電機的速度降至5次/min,滑塊調(diào)整執(zhí)行到換模裝模高度位置,壓機行程到下死點,松開上模具,壓機返回到上死點。(3)此時,新模具替換舊模具,一旦該過程結(jié)束,平衡缸氣壓和封閉高度將進行調(diào)整,同時,壓力機下準(zhǔn)備移動的工作臺夾緊器松開并上升,安裝在工作臺附近的蜂鳴器發(fā)出聲響,左、右安全門打開,當(dāng)壓力機下的工作臺開始移出時,外側(cè)的工作臺開始移入。(4)一旦兩個工作臺全部就位,安全門開始關(guān)閉,報警器停止鳴響,當(dāng)工作臺下降到位后夾緊器鎖緊工作臺,此時,平衡缸氣壓應(yīng)已經(jīng)調(diào)整完畢(否則壓機就要在上死點等待),壓力機開始下降到下死點并夾緊上模具,然后返回到上死點。壓力機的主電機開始加速到模具參數(shù)設(shè)定的沖壓速度,滑塊調(diào)整裝置將自動調(diào)整到設(shè)定值。(5)當(dāng)以上所有動作結(jié)束后,壓力機將發(fā)送一個“換模結(jié)束”信號給主控臺,換模流程結(jié)束。注意:廢料蓋板的關(guān)閉和打開不屬于換模流程內(nèi)容,而是由全線主控臺進行控制。3特殊參數(shù)和安全功能3.1封閉高度對機械壓力機的影響“沖壓封閉高度”就是壓力機工作時的封閉高度,即上下模具和模時壓力機的開口度,在我國過去自動化生產(chǎn)尚未普及或者對沖壓工藝要求不高的時期,在大多數(shù)手動生產(chǎn)線上的機械壓力機上只有這一種封閉高度?！皳Q模封閉高度”是帶有氮氣缸的自動化模具所必須的參數(shù),這種模具在未使用時上模與下模之間由模具自帶的氮氣缸支撐而保持一定的垂直距離,在工作沖壓時壓力機會將氮氣缸支撐出來的空間完全壓縮掉,而在換模的過程中壓力機以微動速度運行,此時壓力機無法克服氮氣缸的支撐力。所以在換模過程中進行封閉高度調(diào)節(jié)時必須考慮氮氣缸支撐起來的距離,這樣就引入了“換模封閉高度”的概念。3.2空工機注意事項在生產(chǎn)某些零件時不需要沖壓線上的所有工位都投入工作,這就產(chǎn)生了空工位這一配方參數(shù),在執(zhí)行卸模流程時空工位壓力機只需要將載有新模具的工作臺移入即可,而在執(zhí)行裝模流程時,空工位壓力機在更換新的工藝參數(shù)并識別出空工位信號后便結(jié)束換模。在一些自動化生產(chǎn)線中空工位壓力機會配備一套支撐工件的裝置,以供機器人在此過料。3.3工作臺光柵的復(fù)位為了使自動化沖壓生產(chǎn)線具備全封閉式安全防護措施,在工作臺左右移動的區(qū)域使用光柵封鎖進行保護,在安全柵門打開的時候,工作臺光柵被激活,將因安全門打開而露出的安全缺口封鎖住,并且對移動中的工作臺進行有效的安全防護,一旦有人或其他物體進入光柵保護區(qū)域工作臺將立即停止移動,當(dāng)確認工作臺移動范圍內(nèi)沒有人或物體阻礙后需要手動復(fù)位光柵。4標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)集交付4.1基于hmi的模具數(shù)據(jù)庫目前的機械壓力機均要求建立模具參數(shù)數(shù)據(jù)庫。模具參數(shù)數(shù)據(jù)庫可以通過兩種方式建立,一種是在PLC中建立足夠多的數(shù)據(jù)塊來保存模具參數(shù),但是受存儲空間、數(shù)據(jù)格式等多方面的限制,存儲操作復(fù)雜,且存儲數(shù)據(jù)量有限,在HMI得到廣泛應(yīng)用后這種方式已經(jīng)不常使用。第二種就是在HMI中使用配方功能建立模具數(shù)據(jù)庫,這種方式功能強大、操作簡便且安全可靠,是當(dāng)前建立模具參數(shù)數(shù)據(jù)庫的首選方法。在單機自動換模中配方數(shù)據(jù)的傳送觸發(fā)通過HMI上的按鈕實現(xiàn),而在全線自動換模的過程中,為了啟動配方數(shù)據(jù)的傳送需要建立一個采集模式為循環(huán)連續(xù)的BOOL變量,當(dāng)此變量狀態(tài)發(fā)生改變時,配方傳送指令將被激活(見圖5)。4.2配方圖表的顯示和編輯配方變量的對應(yīng)關(guān)系壓力機工作時所需要使用的各種配方以配方數(shù)據(jù)記錄的形式保存在HMI設(shè)備的配方存儲器中。在運行時,下列組件間會發(fā)生相互作用:配方視圖/配方畫面、HMI設(shè)備配方存儲器及配方變量。在HMI設(shè)備上,可以在配方視圖或配方畫面中顯示和編輯配方。在配方視圖中,可以顯示和編輯HMI設(shè)備內(nèi)部存儲器中的配方數(shù)據(jù)記錄。而在配方畫面中,將顯示和編輯配方變量的值。根據(jù)組態(tài)的不同,配方視圖中所顯示的數(shù)值將與配方變量的值保持同步。由于配方變量中包含有配方數(shù)據(jù),在配方畫面中編輯配方時,配方值將保存在配方變量中。但是,根據(jù)組態(tài)的不同,配方變量的值與PLC內(nèi)的數(shù)值進行交換的點會有所不同。對此,可以將配方變量與配方數(shù)據(jù)記錄進行同步,以便使兩者保存的值相同。4.3配方存儲hmi在配方視圖中,將從HMI設(shè)備上的配方存儲器中加載完整的配方數(shù)據(jù)記錄,或?qū)⑵浔４嬖贖MI設(shè)備上的配方存儲器中(見圖6)?？梢钥闯?加載時是從配方存儲器中將配方數(shù)據(jù)記錄的值加載至配方變量,而當(dāng)保存配方數(shù)據(jù)記錄的值時,是將配方變量的值保存到配方存儲器內(nèi)的一個配方數(shù)據(jù)記錄中。4.4上傳配方的上傳在配方視圖和PLC之間傳送完整的配方數(shù)據(jù)時,根據(jù)組態(tài)的不同,在配方畫面和PLC間有兩種傳送通道,一種是在PLC和配方變量之間傳送配方數(shù)據(jù)記錄;另一種是在PLC和配方變量間即刻傳送單個修改過的值。為了實現(xiàn)這兩種傳送功能,需要在配方中激活“同步變量”已啟用及“變量離線”已取消。配方數(shù)據(jù)記錄可以直接在HMI和PLC間傳送。在這種情況下,無需在HMI上進行顯示。4.5csv文件的導(dǎo)入可以從HMI設(shè)備配方存儲器中導(dǎo)出配方數(shù)據(jù)記錄,并將其保存在外部存儲介質(zhì)的CSV文件中。反之,也可以將這些記錄從外部存儲介質(zhì)中重新導(dǎo)入到配方存儲器中。根據(jù)HMI設(shè)備的不同,可供使用的外部存儲介質(zhì)有存儲卡、USB記憶棒、硬盤等等。5自動換模與空氣自動換模同步進行在模具更換的過程中某些步驟可以同步進行,如耗時最長的裝模高度調(diào)整便可與氣壓調(diào)整、安全門升降、工作臺移動等操作同步進行,通過優(yōu)化自動換模各步驟之間的控制時序后,可以縮短換模時間,提高生產(chǎn)效率。6復(fù)位、換模及自動換模在換模的過程中出現(xiàn)故障時整個流程會自動停止,HMI上會顯示出當(dāng)前的停機故障,壓力機的狀態(tài)指示燈會顯示紅色報警,便于工作人員確定出現(xiàn)故障的壓力機。如果出現(xiàn)的故障在不取消此次自動換模流程的情況下可以排除,在排除故障后按下故障復(fù)位與換模起停鈕,換模流程則會繼續(xù)執(zhí)行剩下的流程直至換模結(jié)束。如果出現(xiàn)的故障在排除的過程中因需要進行較多的操作而打亂了自動換模流程,則需要在HMI上按下“結(jié)束換模”鈕取消整個換模流程,當(dāng)壓力機的狀態(tài)恢復(fù)正常后,需要復(fù)位壓力機至未換模前的狀態(tài),重新進行自動換模。全線自動換模時如果某臺壓力機出現(xiàn)故障,則此臺壓力機會即時的向總控臺發(fā)出故障信號,在總控臺的上位機監(jiān)控屏中可以直觀地顯示出故障壓力機的節(jié)點位置。任一單臺壓力機出現(xiàn)故障并不會影響生產(chǎn)線中其他壓力機的