張秀艷,董少崢
(大連科技學(xué)院,遼寧 大連 116052)
在國(guó)內(nèi)大多數(shù)中小企業(yè)中,沖壓設(shè)備以傳統(tǒng)的機(jī)械式?jīng)_床為主。機(jī)械式?jīng)_床一般具有外形尺寸較大、工作環(huán)境噪聲高、沖壓力不可隨時(shí)調(diào)整以及能源的利用率低等缺點(diǎn)。同時(shí),為了提高沖床的能量利用率以及增大沖床的工作沖擊慣性,一般都配備有巨大的飛輪,但事實(shí)上,設(shè)備運(yùn)行時(shí)單位重量的輸出力低。另外在加工小尺寸的液壓元件時(shí),能源浪費(fèi)嚴(yán)重,而且由于沖擊過(guò)程的不穩(wěn)定性,經(jīng)常造成嚴(yán)重的人身事故??准庸C(jī)器人是空調(diào)外機(jī)殼體孔生產(chǎn)中的重要設(shè)備,因此要求設(shè)備的可靠性高,自動(dòng)化程度高。針對(duì)實(shí)際生產(chǎn)中的需要,用PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)孔機(jī)器人的控制。
孔機(jī)器人是利用壓縮液壓泵提供的壓縮液壓油經(jīng)電磁閥進(jìn)入氣缸,帶動(dòng)活塞傳動(dòng)到主軸上使主軸形成向下運(yùn)動(dòng),從而形成沖力,使工件在模具中產(chǎn)生規(guī)定的變形而達(dá)到加工的目的。
沖壓過(guò)程及動(dòng)作包括壓V形孔定位和沖舌形孔,沖頭位于移動(dòng)臺(tái)上完成壓孔沖孔工作,滑臺(tái)有滾動(dòng)絲杠控制其左右動(dòng)作,伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控制絲杠傳動(dòng),伺服電機(jī)由伺服驅(qū)動(dòng)器控制,伺服控制器與PLC模塊相連。
孔機(jī)器人的結(jié)構(gòu)主要包括兩大部分:液壓控制部分和PLC控制部分。
整個(gè)壓孔機(jī)床的動(dòng)作完全是屬于液壓傳動(dòng),PLC控制液壓部分的電磁閥從而控制液壓油缸動(dòng)作,完成定位、夾緊、沖舌孔和壓V形孔的主要工作。其中沖壓部分采用立式結(jié)構(gòu),液壓缸采用三段缸體用拉桿連結(jié)而成,這種結(jié)構(gòu)便于安裝。缸體之間的密封采用橡膠密封件,能有效防止內(nèi)漏。壓孔機(jī)器人的液壓原理圖如圖1所示。
圖1 液壓理圖
孔機(jī)器人的工作原理和工藝流程的分析,確定孔機(jī)器人控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方案。以可編程序控制器為核心,將可編程序控制器、脈沖模塊、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)接在一起,孔機(jī)器人各機(jī)構(gòu)的運(yùn)行。
在主回路中,有三種需要啟動(dòng)的電機(jī),沖孔液壓電機(jī)1、沖孔電機(jī)2和壓V形孔液壓電機(jī)3。考慮這三種電機(jī)容量不大,采用直接啟動(dòng)電機(jī)的方式及當(dāng)KM1、KM2閉合時(shí),沖孔電機(jī)和壓V形孔電機(jī)得電開(kāi)始工作,直接啟動(dòng)不經(jīng)過(guò)任何啟動(dòng)設(shè)備,利用開(kāi)關(guān)或接觸器,直接將電機(jī)接入電源,使電動(dòng)機(jī)在額定電壓下啟動(dòng)。這種啟動(dòng)方式使用電氣設(shè)備少,控制線路簡(jiǎn)單,啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大。
空調(diào)外機(jī)殼體孔機(jī)器人是一種新型的利用液壓技術(shù)和PLC控制沖壓機(jī)器人。該機(jī)器人從PLC的基本結(jié)構(gòu)入手,對(duì)PLC控制系統(tǒng)的通用設(shè)計(jì)方法和提高系統(tǒng)可靠性的一些基本措施的應(yīng)用研究作了嘗試,對(duì)PLC在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)控制過(guò)程中經(jīng)常遇到的一些實(shí)際問(wèn)題,如:PLC選型問(wèn)題、擴(kuò)展I/O點(diǎn)數(shù)和伺服控制問(wèn)題等,提出了具體解決方案。該空調(diào)外機(jī)殼體孔機(jī)器人已經(jīng)在空調(diào)生產(chǎn)廠家投入使用,對(duì)成本控制要求比較高的生產(chǎn)場(chǎng)合來(lái)說(shuō)非常適用,能夠解決實(shí)際生產(chǎn)難題,同時(shí)為機(jī)器人化在生產(chǎn)制造業(yè)的實(shí)際應(yīng)用具有參考價(jià)值。