基于plc的折彎?rùn)C(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

基于plc的折彎?rùn)C(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

0板料折彎?rùn)C(jī)測(cè)量設(shè)備性能的主要指標(biāo)是生產(chǎn)能力、產(chǎn)品精度、可靠性和應(yīng)用靈活性。高的性能指標(biāo)要靠合理結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、完善的控制手段以及機(jī)、電、液、氣等協(xié)調(diào)一致的工作來(lái)保證。TRUMPF公司的TrumaBendV85板料折彎?rùn)C(jī)應(yīng)該說(shuō)是目前在同類機(jī)型中具有良好性能的機(jī)器之一。本文對(duì)該機(jī)的液壓系統(tǒng)工作原理進(jìn)行介紹,重點(diǎn)分析該機(jī)采用的壓力控制技術(shù)和方法,這些技術(shù)和方法對(duì)我們液壓工作者是有啟示作用的。1plc的控制信號(hào)該機(jī)采用PLC作為中心控制器,通過(guò)上位機(jī)與主機(jī)進(jìn)行通信,在上位機(jī)上通過(guò)按鍵可從RT上選擇各種工藝參數(shù)進(jìn)行運(yùn)行模式設(shè)定。PLC通過(guò)各種模擬與數(shù)字模塊接口接收來(lái)自上位機(jī)的指令和各種傳感器(包括各行程開(kāi)關(guān)、壓力繼電器、油溫傳感器以及濾油器報(bào)警傳感器)等信號(hào),經(jīng)過(guò)邏輯運(yùn)算向各執(zhí)行元件輸出相應(yīng)的控制信號(hào)包括比例溢流閥(圖中的元件3,以下同)的壓力調(diào)整、比例方向閥6a、6b的方向、流量控制等模擬信號(hào)和其它開(kāi)關(guān)閥的數(shù)字信號(hào)等。本文不對(duì)電氣控制進(jìn)行深入研究,下面要重點(diǎn)分析該機(jī)的液壓系統(tǒng)。3板料折彎壓制系統(tǒng)的工作原理該機(jī)液壓系統(tǒng)采用的元件中,泵是定量式柱塞泵;閥的種類形式較多,結(jié)構(gòu)形式有滑閥式和螺旋插入式球閥式以及二通插裝式,驅(qū)動(dòng)方式有普通電磁驅(qū)動(dòng)和比例電磁驅(qū)動(dòng)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(tǒng)綜合應(yīng)用了各種元件的結(jié)構(gòu)和性能優(yōu)點(diǎn)構(gòu)成了基本控制回油路。下面具體分析各基本回路。(1)系統(tǒng)總壓力控制比例溢流閥3可以對(duì)系統(tǒng)的總壓力進(jìn)行設(shè)定。電磁球閥2通電可以實(shí)現(xiàn)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(shí)比例溢流閥3的調(diào)定壓力是對(duì)滑塊上壓下油缸而言的。但是當(dāng)壓下油缸沒(méi)有上下動(dòng)作時(shí),在這個(gè)系統(tǒng)中除夾緊缸存在壓力以外,其它部分是沒(méi)有壓力的,這是因?yàn)樵趦蓚€(gè)比例方向閥的各兩條工作油路中,沒(méi)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(guān)閉,也就是系統(tǒng)通過(guò)4泄荷。只要任意一油路有壓力都將通過(guò)梭閥5a或5b和5c使閥4關(guān)閉,系統(tǒng)上壓。這樣就保證了在不工作時(shí)系統(tǒng)沒(méi)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(jìn)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(tái)上的凹模夾緊,否則不能進(jìn)行后續(xù)壓制。上滑塊的凸模的夾緊是通過(guò)20a、20b兩個(gè)柱塞缸完成的,工作臺(tái)上凹模的夾緊是通過(guò)20c、20d兩個(gè)柱塞缸完成的。由于滑塊上的凸模外伸較長(zhǎng),結(jié)構(gòu)強(qiáng)度相對(duì)較低,所以對(duì)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(jī)的夾緊壓力是將主油路壓力34+0.3MPa通過(guò)減壓閥14減壓至5.3+0.2MPa實(shí)現(xiàn)的。夾緊時(shí),夾緊油缸外伸,壓力逐漸升高,當(dāng)達(dá)到壓力繼電器18a的高壓檢測(cè)壓力4.8～0.3MPa時(shí)16a的電磁鐵斷電,這時(shí)夾緊壓力由蓄能器19保壓,蓄能器的作用還可以消除負(fù)載壓力變化引起的夾緊力不均現(xiàn)象,在工作過(guò)程中由于存在或多或少的泄漏現(xiàn)象使壓力降低,當(dāng)壓力降至壓力繼電器18a的低壓檢測(cè)壓力3.3+0.8MPa時(shí)又使電磁球閥2和16a的電磁鐵繼續(xù)通電補(bǔ)足壓力,由于意外原因引起壓力過(guò)高可通過(guò)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(guò)程同凸模的夾緊過(guò)程基本類似,只不過(guò)由于凹模強(qiáng)度高不需要減壓,也沒(méi)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(nèi)部壓力相對(duì)穩(wěn)定而外部油路壓力的高低變化都不會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響,即實(shí)現(xiàn)所謂互不干涉回路。(3)壓制過(guò)程控制壓制過(guò)程是板料折彎生產(chǎn)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(jié)合的技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)了快速壓下、預(yù)壓下、工作壓下、保壓和快速回程的工作模式。當(dāng)電磁換向閥7右邊的電磁鐵通電對(duì)應(yīng)的是比例閥6a、6b的快速下壓的工作過(guò)程,此時(shí)液動(dòng)球閥9a、9b在控制油壓力的作用下被推向接通位置,而液動(dòng)球閥13a、13b沒(méi)用控制壓力在彈簧力的作用下也被推向接通位置。此時(shí)壓制油缸12a、12b的上腔直接與油箱相通可快速充液,下腔沒(méi)有背壓可快速排油實(shí)現(xiàn)快速下壓。當(dāng)電磁換向閥7的電磁鐵都不通電時(shí)對(duì)應(yīng)的是預(yù)壓下,此時(shí)上腔仍可充液但沒(méi)有控制油壓力的液動(dòng)球閥9a、9b處在斷開(kāi)位置上,下腔回油必須經(jīng)順序閥8a、8b構(gòu)成的背壓閥下降速度受到限制,即實(shí)現(xiàn)所謂的預(yù)壓下。電磁換向閥7左邊的電磁鐵通電對(duì)應(yīng)的是比例閥6a、6b的工作壓下過(guò)程,此時(shí)液動(dòng)球閥9a、9b沒(méi)有控制油壓力處在斷開(kāi)位置上,下腔回油必須經(jīng)順序閥8a、8b構(gòu)成的背壓閥,而液動(dòng)球法13a、13b在控制壓力的作用下被推向斷開(kāi)位置。此時(shí)壓制油缸12a、12b的上腔與油箱斷開(kāi)可保持上腔壓力的升高,實(shí)現(xiàn)對(duì)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(chǎn)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(shí)間長(zhǎng)短決定的。返程時(shí)應(yīng)對(duì)應(yīng)電磁換向閥7兩邊的電磁鐵都不通電。應(yīng)該說(shuō)明各工作過(guò)程的快慢還與比例電磁閥的流量有直接關(guān)系。3壓力檢測(cè)通過(guò)以上的分析我們可以看出該機(jī)在壓力控制方法上是獨(dú)運(yùn)匠心的。具體可見(jiàn)下面幾點(diǎn):(1)夾緊油路壓力控制設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了與其它油路不相干涉;利用蓄能器保壓,壓力繼電器檢測(cè)壓力的變化,補(bǔ)足夾緊壓力,并有安全保護(hù);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(kāi)進(jìn)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(shí)現(xiàn)了恰當(dāng)時(shí)刻的泄壓與上壓,即上滑塊油缸動(dòng)作時(shí)有壓力不動(dòng)作時(shí)沒(méi)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(shí)現(xiàn)快速充液、預(yù)壓工作壓下和快速回程等動(dòng)作。(5)電液比例閥的采用使壓力遠(yuǎn)程操作更方便。該機(jī)采用比例溢流閥進(jìn)行系統(tǒng)的總壓力設(shè)定;采用比例方向閥對(duì)壓下過(guò)程進(jìn)行方向和流量的控制,對(duì)流量的控制過(guò)程實(shí)際上也是對(duì)壓力的控制過(guò)程。通過(guò)以上的分析我們可以看出壓力控制在該機(jī)器中的重要位置,所以良好的壓力控制方法對(duì)提高液壓系統(tǒng)乃至整個(gè)機(jī)器的性能是起重大作用的。4tramabnd53概述我國(guó)機(jī)電設(shè)備的技術(shù)水平與發(fā)達(dá)國(guó)家的同類產(chǎn)品還存在一定的差距。入世在即,我們應(yīng)該