基于plc的折弯机液压系统的设计

基于plc的折弯机液压系统的设计

0板料折弯机测量设备性能的主要指标是生产能力、产品精度、可靠性和应用灵活性。高的性能指标要靠合理结构和系统的设计、完善的控制手段以及机、电、液、气等协调一致的工作来保证。TRUMPF公司的TrumaBendV85板料折弯机应该说是目前在同类机型中具有良好性能的机器之一。本文对该机的液压系统工作原理进行介绍,重点分析该机采用的压力控制技术和方法,这些技术和方法对我们液压工作者是有启示作用的。1plc的控制信号该机采用PLC作为中心控制器,通过上位机与主机进行通信,在上位机上通过按键可从RT上选择各种工艺参数进行运行模式设定。PLC通过各种模拟与数字模块接口接收来自上位机的指令和各种传感器(包括各行程开关、压力继电器、油温传感器以及滤油器报警传感器)等信号,经过逻辑运算向各执行元件输出相应的控制信号包括比例溢流阀(图中的元件3,以下同)的压力调整、比例方向阀6a、6b的方向、流量控制等模拟信号和其它开关阀的数字信号等。本文不对电气控制进行深入研究,下面要重点分析该机的液压系统。3板料折弯压制系统的工作原理该机液压系统采用的元件中,泵是定量式柱塞泵;阀的种类形式较多,结构形式有滑阀式和螺旋插入式球阀式以及二通插装式,驱动方式有普通电磁驱动和比例电磁驱动以及液控式等多种形式;油缸有用于压制工件的活塞缸和用于夹紧模具的柱塞缸。所以本液压系统综合应用了各种元件的结构和性能优点构成了基本控制回油路。下面具体分析各基本回路。(1)系统总压力控制比例溢流阀3可以对系统的总压力进行设定。电磁球阀2通电可以实现凸、凹模的压力夹紧,夹紧后电磁球阀2断电,夹紧油路的压力仍将保持(下面叙述),这时比例溢流阀3的调定压力是对滑块上压下油缸而言的。但是当压下油缸没有上下动作时,在这个系统中除夹紧缸存在压力以外,其它部分是没有压力的,这是因为在两个比例方向阀的各两条工作油路中,没有任何一条油路上存在压力,也就不能把二通压力插件4关闭,也就是系统通过4泄荷。只要任意一油路有压力都将通过梭阀5a或5b和5c使阀4关闭,系统上压。这样就保证了在不工作时系统没有多余功率消耗,起到节能和降低油温的作用。(2)凸、凹模夹紧压力控制在进行板料的折弯压制之前必须将安装在滑块上的凸模和工作台上的凹模夹紧,否则不能进行后续压制。上滑块的凸模的夹紧是通过20a、20b两个柱塞缸完成的,工作台上凹模的夹紧是通过20c、20d两个柱塞缸完成的。由于滑块上的凸模外伸较长,结构强度相对较低,所以对它的夹紧力既不能小也不能大(既不能夹变形又要夹得牢)。该机的夹紧压力是将主油路压力34+0.3MPa通过减压阀14减压至5.3+0.2MPa实现的。夹紧时,夹紧油缸外伸,压力逐渐升高,当达到压力继电器18a的高压检测压力4.8～0.3MPa时16a的电磁铁断电,这时夹紧压力由蓄能器19保压,蓄能器的作用还可以消除负载压力变化引起的夹紧力不均现象,在工作过程中由于存在或多或少的泄漏现象使压力降低,当压力降至压力继电器18a的低压检测压力3.3+0.8MPa时又使电磁球阀2和16a的电磁铁继续通电补足压力,由于意外原因引起压力过高可通过安全阀15限制。电磁球阀16b通电油路泄压可卸下凸模。凹模的夹紧过程同凸模的夹紧过程基本类似,只不过由于凹模强度高不需要减压,也没有必要采用蓄能器和安全阀的保压措施。在这一回路中电磁球阀16a、16b以及单向阀17a配合作用可以有效地保持夹紧缸的内部压力相对稳定而外部油路压力的高低变化都不会对其产生影响,即实现所谓互不干涉回路。(3)压制过程控制压制过程是板料折弯生产的核心阶段,这一部分的控制既要高效又要可靠。TrumaBendV85采用电磁控制、电磁比例控制与液控相结合的技术手段实现了快速压下、预压下、工作压下、保压和快速回程的工作模式。当电磁换向阀7右边的电磁铁通电对应的是比例阀6a、6b的快速下压的工作过程,此时液动球阀9a、9b在控制油压力的作用下被推向接通位置,而液动球阀13a、13b没用控制压力在弹簧力的作用下也被推向接通位置。此时压制油缸12a、12b的上腔直接与油箱相通可快速充液,下腔没有背压可快速排油实现快速下压。当电磁换向阀7的电磁铁都不通电时对应的是预压下,此时上腔仍可充液但没有控制油压力的液动球阀9a、9b处在断开位置上,下腔回油必须经顺序阀8a、8b构成的背压阀下降速度受到限制,即实现所谓的预压下。电磁换向阀7左边的电磁铁通电对应的是比例阀6a、6b的工作压下过程,此时液动球阀9a、9b没有控制油压力处在断开位置上,下腔回油必须经顺序阀8a、8b构成的背压阀,而液动球法13a、13b在控制压力的作用下被推向断开位置。此时压制油缸12a、12b的上腔与油箱断开可保持上腔压力的升高,实现对工件的加压。顺序阀8a和8b为背压阀的作用是平衡垂直油缸活塞自重下落产生的压力。溢流阀10是安全阀限制下腔的最高压力。保压是比例方向阀通电时间长短决定的。返程时应对应电磁换向阀7两边的电磁铁都不通电。应该说明各工作过程的快慢还与比例电磁阀的流量有直接关系。3压力检测通过以上的分析我们可以看出该机在压力控制方法上是独运匠心的。具体可见下面几点:(1)夹紧油路压力控制设计实现了与其它油路不相干涉;利用蓄能器保压,压力继电器检测压力的变化,补足夹紧压力,并有安全保护;凸模低压夹紧。(2)利用电磁球阀切断主油路向夹紧油路供油,夹紧后电磁球阀打开进行其它工作。(3)利用二通插装式压力插件与各梭阀配合工作实现了恰当时刻的泄压与上压,即上滑块油缸动作时有压力不动作时没有压力,节省能量降低油温。(4)利用电磁球阀与顺序阀配合可实现快速充液、预压工作压下和快速回程等动作。(5)电液比例阀的采用使压力远程操作更方便。该机采用比例溢流阀进行系统的总压力设定;采用比例方向阀对压下过程进行方向和流量的控制,对流量的控制过程实际上也是对压力的控制过程。通过以上的分析我们可以看出压力控制在该机器中的重要位置,所以良好的压力控制方法对提高液压系统乃至整个机器的性能是起重大作用的。4tramabnd53概述我国机电设备的技术水平与发达国家的同类产品还存在一定的差距。入世在即,我们应该