基于自動化技術(shù)的壓力機(jī)控制設(shè)計

李濤

摘 要：在自動化技術(shù)發(fā)展越來越好的今天，使用自動化系統(tǒng)控制產(chǎn)品的生產(chǎn)也愈發(fā)普及。傳統(tǒng)手工控制的機(jī)械壓力機(jī)與自動化壓力機(jī)相比，不僅工人操作過程復(fù)雜，而且精度不夠標(biāo)準(zhǔn)，在很大程度上影響工藝產(chǎn)品生產(chǎn)的合格率與生產(chǎn)效率。筆者針對現(xiàn)有機(jī)械壓力機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)分析，并就起構(gòu)成、滑塊及離合器等設(shè)計原理進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：自動化技術(shù)；壓力機(jī)；控制設(shè)計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.15.045

0 引言

將自動化技術(shù)融入到壓力機(jī)的操控中具有許多優(yōu)勢，其主要目的是對壓力機(jī)的滑塊與制動器進(jìn)行柔性且精準(zhǔn)的控制。本文主要分析了壓力機(jī)工作時的特點、滑塊及離合器等的設(shè)計原理與控制方法，與此同此，還提出了在不同計劃的實驗下，探討壓力機(jī)在生產(chǎn)設(shè)計中使用自動化控制技術(shù)的原理和方法，以達(dá)到壓力機(jī)自動控制設(shè)備的任務(wù)，在提高壓力機(jī)生產(chǎn)效率和制作工藝的同時，推進(jìn)其智能化的發(fā)展。

1 機(jī)械壓力機(jī)控制系統(tǒng)的構(gòu)成

壓力機(jī)被廣泛使用在車床加工過程中的彎曲、成型、切斷等方面工藝，在對金屬器件進(jìn)行加工的過程中，如果想要改變金屬器件的形狀，就需要使用壓力機(jī)來對于通過壓力的世家來進(jìn)行形狀的改變。因此，文章以四柱二板氣動壓力機(jī)為例，此款產(chǎn)品的傳動方式為皮帶與齒輪兩種傳動模式相結(jié)合，該產(chǎn)品在進(jìn)行生產(chǎn)工作前要先將電機(jī)啟動，以便其飛輪能平穩(wěn)轉(zhuǎn)動，繼而依據(jù)特定的生產(chǎn)工藝選取適宜的模式，在鍛壓工作開始進(jìn)行時，由雙聯(lián)閥帶動離合器開關(guān)再帶動滑塊運動。因此本文以滑塊運動路徑作為研究對象，用智能傳感器來監(jiān)控滑塊不同時期的位置情況，以輾轉(zhuǎn)法來達(dá)到有效控制。在系統(tǒng)軟件控制下進(jìn)行對制動器的研究，用非接觸式角位移傳感器來進(jìn)行對開關(guān)磁阻電機(jī)速度的檢測，以此使控制壓力機(jī)的控制更可靠、更精準(zhǔn)?；趬毫C(jī)的制動器等系統(tǒng)具備剛性閉鎖的特性，其在投入生產(chǎn)線后必須要做到有序、準(zhǔn)確的操作。

2 滑塊控制系統(tǒng)

壓力機(jī)是通過大型感應(yīng)電動機(jī)中傳動帶動飛輪來形成其動力系統(tǒng)，因此其在鍛壓工作進(jìn)行的過程中會產(chǎn)生較強(qiáng)沖擊性的現(xiàn)象，壓力機(jī)在投入生產(chǎn)后，具備工作負(fù)載量大等特性，因此，其在鍛壓之后的大部分時間在進(jìn)行空載運行。在壓力機(jī)鍛壓時，其滑塊的運動模式都是從起點朝下進(jìn)行空程來回移動，在鍛壓完成后再繼續(xù)空程移動到始發(fā)位置?；谄溥\動規(guī)律，我們設(shè)定其在空程運動時的轉(zhuǎn)矩和時間為x1與t1，設(shè)定其鍛壓時的轉(zhuǎn)矩與時間為x2和t2，因此，其在進(jìn)行鍛壓使轉(zhuǎn)矩由x1向x2進(jìn)行轉(zhuǎn)換，電動機(jī)的運轉(zhuǎn)速度也會隨著轉(zhuǎn)矩的變化為變化。

啟動壓力機(jī)會給電于雙聯(lián)閥線圈，這時候氣動系統(tǒng)會對氣缸進(jìn)行控制，來達(dá)到解除對制動器的制動，與此同時，離合器聯(lián)結(jié)，皮帶及齒輪傳動帶動滑塊工作。壓力機(jī)的傳感器根據(jù)信號反射將滑塊的位移情況傳遞到控制器，進(jìn)而轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，再根據(jù)具體情況判斷是否需要繼續(xù)操作，若需要的話應(yīng)以事前安排完畢的程序進(jìn)行對滑塊控制的操作。

在自控系統(tǒng)受到多種內(nèi)外因素干擾的今天，提升控制精準(zhǔn)程度就開始有了十分重要的意義。鍛壓活動作為一種不斷重復(fù)的簡單運動，通常情況下我們會通過輾轉(zhuǎn)法來控制其運動路徑。該方法需使用系統(tǒng)的輸入及輸出變量，兩個變量的選取具有特定要求，前者為滑塊運動實際與期望停止位置的電壓差，后者為滑塊位移傳感器對應(yīng)的線圈電壓，我們可以得出公式：

Yn+1（p）=Yn（p）+KqEn（p）

其中電壓Y作為輸出變量，E作為輸出變量，Kq為迭代因子數(shù)。

3 制動器控制系統(tǒng)

壓力機(jī)鍛壓工作時，其制動控制技術(shù)具有十分關(guān)鍵的作用，工藝品的生產(chǎn)效率與合格率，也與制動效果成正比例關(guān)系。隨著我們社會數(shù)字化進(jìn)程的加快，新研發(fā)的開關(guān)磁阻電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)也在壓力機(jī)制動系統(tǒng)的應(yīng)用中起到十分重要的作用。開關(guān)磁阻電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)與一般制動措施相比優(yōu)勢明顯，它更大的調(diào)速范圍以及更加節(jié)能環(huán)保的功能，顯著提高了設(shè)備運行的穩(wěn)定性。

變頻電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的使用，會讓制動器制動的同時，使摩擦帶旁的開關(guān)伴隨摩擦帶逐漸貼近飛輪。摩擦片因為長久工作消耗逐漸磨損變薄時，當(dāng)接近開關(guān)感應(yīng)距離大于其與飛輪邊緣的距離，這時開關(guān)可以正常向系統(tǒng)發(fā)出信號。若摩擦帶磨損程度在正常范圍之內(nèi)，接近開關(guān)與飛輪邊緣距離大于接近開關(guān)感應(yīng)距離，這時候感應(yīng)開關(guān)便無法向系統(tǒng)發(fā)出信號。系統(tǒng)在收集信號之后會在界面顯示出警示，不僅會及時停止機(jī)器的運轉(zhuǎn)，還會在下一次壓力機(jī)啟動的同時給予限制。新型的壓力機(jī)與原有壓力機(jī)相比，不僅可以最大程度上對制動器的主體結(jié)構(gòu)實施保護(hù)，還可以提醒人們對磨損程度較重的摩擦帶進(jìn)行及時更換，不僅避免了高額的維修成本，也減少了維修的耗時。

而且，在制動器上安裝限位開關(guān)可以幫助防止壓力機(jī)的誤動。如果發(fā)生在電機(jī)啟動之前限位開關(guān)位置不對的情況發(fā)生，系統(tǒng)就會對限位開關(guān)位置的信號進(jìn)行收集與處理，在機(jī)器界面彈出警示的同時，并對電機(jī)的啟動進(jìn)行限制。如果在壓力機(jī)運行的過程中制動器自身發(fā)生了故障，在這種情況下制動器上的閥門就會脫離限位開關(guān)的范圍，導(dǎo)致制動器主動的對飛輪進(jìn)行限制，這時限位開關(guān)就會發(fā)出報警信號，在系統(tǒng)的處理下，立刻對電機(jī)的運行進(jìn)行制止。

4 結(jié)語

綜上所述，本文對壓力機(jī)控制系統(tǒng)所涉及的自動化控制技術(shù)的積極作用進(jìn)行了細(xì)致分析，并且改良設(shè)計后的滑塊控制及制動器控制系統(tǒng)，也最大化程度的提升了其自動化水平，且為其他機(jī)械提供了一定的參考。

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