壓力機(jī)的 plc 控制裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種壓力機(jī)的PLC控制裝置，其包括上位機(jī)、與上位機(jī)相連的由PLC控制器構(gòu)成的下位機(jī)，以及測量電動螺旋壓力機(jī)上的升降滑塊實時位移和速度的測量機(jī)構(gòu)，所述測量機(jī)構(gòu)包括置于電動螺旋壓力機(jī)的豎直支柱內(nèi)側(cè)的磁尺，以及設(shè)在所述升降滑塊上可讀取磁尺信號的磁頭，所述磁頭與所述PLC控制器相連，以及置于所述升降滑塊總行程上、下的兩個限位開關(guān)，兩個限位開關(guān)均與PLC控制器相連。本實用新型采用專門測量升降滑塊實時位移和速度的測量機(jī)構(gòu)，將其與PLC控制器相連將升降滑塊的實時信息傳輸給上位機(jī)，可根據(jù)生產(chǎn)需要隨時調(diào)整，實現(xiàn)精準(zhǔn)控制。
【專利說明】
壓力機(jī)的PLC控制裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及電動螺旋壓力機(jī)，特別是涉及一種壓力機(jī)的PLC控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]螺旋壓力機(jī)是用螺桿、螺母作為傳動機(jī)構(gòu)，并靠螺旋傳動將飛輪的正反向回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)樯祷瑝K的上下往復(fù)運動的鍛壓機(jī)械。常用螺旋壓力機(jī)驅(qū)動方式有三種:摩擦式、液壓式和電動式。液壓式因液壓壓力振動大，主要應(yīng)用在連續(xù)多次打擊的場合。摩擦式由于電機(jī)帶動兩個摩擦盤始終高速旋轉(zhuǎn)，而飛輪在一次打擊循環(huán)中需改變旋轉(zhuǎn)方向，換向時飛輪和摩擦盤嚴(yán)重打滑，不但降低傳動效率，也加劇摩擦帶的磨損。電動式由電機(jī)直接驅(qū)動飛輪旋轉(zhuǎn)，具有最短的傳動鏈和較高的效率，結(jié)構(gòu)簡單、機(jī)械部分制造容易以及打擊能量易于調(diào)節(jié)等優(yōu)點。
[0003]中國專利ZL201310223037.6公開了一種數(shù)控電動螺旋壓力機(jī)，其包括機(jī)身、滑塊、主螺母、主螺桿、飛輪和電機(jī)，所述機(jī)身上設(shè)置有滑塊，所述滑塊上設(shè)置有主螺母，所述主螺母套在主螺桿上，所述主螺桿的一端與飛輪連接，所述主螺桿與電機(jī)連接，所述主螺桿的圓周上設(shè)置有鍾塊，所述機(jī)身上設(shè)置有制動器。電動螺旋壓力機(jī)控制系統(tǒng)一般采用PLC為主控制器，三相交流異步電動機(jī)或大功率交流伺服電機(jī)作為飛輪驅(qū)動動力，數(shù)據(jù)顯示和參數(shù)設(shè)定由觸摸屏完成。采用限位開關(guān)確定升降滑塊回程位置和上限位停止位置。打擊開始時，機(jī)械制動器松開，電機(jī)正轉(zhuǎn)，以最大扭矩加速飛輪，當(dāng)升降滑塊碰到下限位開關(guān)時，使電機(jī)慣性停車，滑塊下行打擊毛坯。而后電機(jī)迅速反轉(zhuǎn)，升降滑塊加速回程，到上限位開關(guān)后電動機(jī)進(jìn)行能耗制動，接近上死點時，機(jī)械制動器剎車，使升降滑塊靜止在上死點。
[0004]但該電動螺旋壓力機(jī)控制系統(tǒng)存在有如下不足:
[0005](I)控制系統(tǒng)功能簡單，升降滑塊不具有多檔減速功能，在較快速度下機(jī)械制動器剎車，剎車片機(jī)械磨損較嚴(yán)重。
[0006](2)當(dāng)多個電機(jī)帶動飛輪時，易發(fā)生各電機(jī)之間的功率不平衡，易導(dǎo)致單臺電機(jī)負(fù)載過重?zé)龤А?br>[0007](3)升降滑塊的位置信息不能實時獲取，不具有速度控制功能。
[0008](4)沒有對速度、打擊力的檢測與顯示。在工件整個成形過程中不能分析升降滑塊的位移、速度、打擊力等參數(shù)對工件成形性能的影響。
【實用新型內(nèi)容】
[0009]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型的目的在于提供一種壓力機(jī)的PLC控制裝置，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中無法實時獲得升降滑塊的位移和速度，控制精度差的問題。
[0010]為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實用新型提供一種壓力機(jī)的PLC控制裝置，其包括上位機(jī)、與上位機(jī)相連的由PLC控制器構(gòu)成的下位機(jī)，以及測量電動螺旋壓力機(jī)上的升降滑塊實時位移和速度的測量機(jī)構(gòu)，所述測量機(jī)構(gòu)包括置于電動螺旋壓力機(jī)的豎直支柱內(nèi)側(cè)的磁尺，以及設(shè)在所述升降滑塊上可讀取磁尺信號的磁頭，所述磁頭與所述PLC控制器相連，以及置于所述升降滑塊總行程上、下的兩個限位開關(guān)，兩個限位開關(guān)均與PLC控制器相連。
[0011]優(yōu)選的，所述電動螺旋壓力機(jī)采用兩臺磁阻電機(jī)作為同步動力源，每臺磁阻電機(jī)均受一個磁阻驅(qū)動器驅(qū)動，所述磁阻驅(qū)動器與所述PLC控制器通訊相連。
[0012]優(yōu)選的，所述上位機(jī)采用嵌入式測控工控機(jī)，上位機(jī)與顯示屏相連。
[0013]優(yōu)選的，所述PLC控制器上設(shè)有高速計數(shù)模塊，所述磁頭的AB相脈沖輸出線分別與所述高速計數(shù)模塊的計數(shù)端口 χο、χι相連。
[0014]優(yōu)選的，所述壓力機(jī)的PLC控制裝置采用變壓器將三相電網(wǎng)中的380V交流電變壓成單相220V，單相220V作為電動螺旋壓力機(jī)控制系統(tǒng)的電源。
[0015]如上所述，本實用新型的壓力機(jī)的PLC控制裝置，具有以下有益效果:采用專門測量升降滑塊實時位移和速度的測量機(jī)構(gòu)，將其與PLC控制器相連將升降滑塊的實時信息傳輸給上位機(jī)，可以實現(xiàn)位移速度、打擊力、油溫油壓、軸承溫度等數(shù)據(jù)顯示與記錄，實現(xiàn)滑塊位移、速度、打擊力等參數(shù)對工件成形性能影響的分析。
【附圖說明】
[0016]圖1顯示為本實用新型的壓力機(jī)的PLC控制裝置的系統(tǒng)框圖。
[0017]圖2顯示為本實用新型的所述測量機(jī)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3顯示為本實用新型的所述磁頭與所述PLC控制器的連接圖。
[0019]圖4顯示為本實用新型的壓力機(jī)的PLC控制裝置的電源分配圖。
[0020]元件標(biāo)號說明
[0021]I顯示屏
[0022]2工控機(jī)
[0023]3PLC 控制器
[0024]4磁阻電機(jī)
[0025]5磁阻驅(qū)動器
[0026]6磁頭
[0027]7磁尺
[0028]8豎直支柱
[0029]9升降滑塊
[0030]10飛輪
[0031]11上模具
[0032]12下模具
[0033]13斷路器
[0034]14變壓器
[0035]15開關(guān)電源
[0036]16控制電路
[0037]17主斷路器
【具體實施方式】
[0038]以下由特定的具體實施例說明本實用新型的實施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實用新型的其他優(yōu)點及功效。
[0039]請參閱圖1至圖4。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本實用新型可實施的限定條件，故不具技術(shù)上的實質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本實用新型所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本實用新型所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本實用新型可實施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本實用新型可實施的范疇。
[0040]如圖1所示，本實用新型提供一種壓力機(jī)的PLC控制裝置，其包括上位機(jī)(即圖1中的工控機(jī)2)、與上位機(jī)相連的由PLC控制器3構(gòu)成的下位機(jī)，以及測量電動螺旋壓力機(jī)上的升降滑塊9實時位移和速度的測量機(jī)構(gòu)，見圖2所示，測量機(jī)構(gòu)包括置于電動螺旋壓力機(jī)的豎直支柱8內(nèi)側(cè)的磁尺7，以及設(shè)在升降滑塊9上可讀取磁尺信號的磁頭6，磁頭6與PLC控制器3相連，以及置于升降滑塊總行程上、下的兩個限位開關(guān)，兩個限位開關(guān)均與PLC控制器3相連。本實用新型采用磁尺和磁頭作為測量升降滑塊實時信息的測量機(jī)構(gòu)，將升降滑塊的實時信息傳給PLC控制器，使整個控制系統(tǒng)可以利用升降滑塊的實時位移和實時速度等信息進(jìn)行測控，實現(xiàn)滑塊多檔減速，滑塊位移、速度、打擊力等參數(shù)對工件成形性能影響的分析等功能。
[0041]為克服各電機(jī)之間的功率不平衡，導(dǎo)致單臺電機(jī)負(fù)載過重?zé)龤?，本電動螺旋壓力機(jī)采用兩臺磁阻電機(jī)4作為同步動力源，每臺磁阻電機(jī)4均受一個磁阻驅(qū)動器5驅(qū)動，磁阻驅(qū)動器5與PLC控制器3通過RS485協(xié)議通訊相連。本系統(tǒng)采用了兩臺相同功率的磁阻電機(jī)4，由兩臺磁阻驅(qū)動器5驅(qū)動，有效克服傳統(tǒng)電機(jī)啟動轉(zhuǎn)矩小、電流大、發(fā)熱量大的缺點，兩臺磁阻驅(qū)動器之間要達(dá)到功率平衡所需的信息，通過器磁阻驅(qū)動器自身的通訊功能實現(xiàn)。
[0042]上述磁阻驅(qū)動器5具有RS485通訊功能，便于與PLC控制器直接通訊，升降滑塊打擊能量信息通過RS485通訊的方式由PLC控制器發(fā)送給磁阻驅(qū)動器5，完成要求打擊動作。配合上述磁頭6測量的實時位移，本電動螺旋壓力機(jī)上的升降滑塊9可具有多檔減速功能，在接近上限位開關(guān)時，使升降滑塊速度處于低速狀態(tài)，有效減少機(jī)械制動器剎車時的機(jī)械磨損，機(jī)械液壓制動器剎車片壽命得到延長。
[0043]具體地，電動螺旋壓力機(jī)的具體結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括工作臺以及支撐工作臺的豎直立柱8，兩個磁阻電機(jī)4設(shè)于工作臺上均與飛輪10傳動相連，飛輪10與升降滑塊9傳動相連。升降滑塊的下方安裝上模具11，與升降滑塊相對的地面上設(shè)有下模具12，上述磁頭6設(shè)置在升降滑塊9上，在豎直立柱8的內(nèi)側(cè)設(shè)有磁尺7，磁頭6能讀取磁尺7上的信息。
[0044]上述上位機(jī)即圖1中的工控機(jī)2采用嵌入式測控工控機(jī)，工控機(jī)2與顯示屏I相連。采用研華公司生產(chǎn)的無風(fēng)扇嵌入式測控工控機(jī)，測控軟件采用Labview語言編寫，按照數(shù)據(jù)幀格式實現(xiàn)下位機(jī)即PLC控制器3和工控機(jī)2之間的信息傳輸。Labview應(yīng)用測控程序接收到的PLC控制器3發(fā)送的數(shù)據(jù)幀解析后，在顯示屏I上顯示設(shè)備參數(shù)信息和速度、液壓壓力、打擊力等實時參數(shù)。本系統(tǒng)可以存儲零件的工藝方案，將鍛打工序次數(shù)和上述磁阻電機(jī)的設(shè)置速度存儲，當(dāng)要進(jìn)行該種零件的加工時，可以從系統(tǒng)中調(diào)出鍛打工藝進(jìn)行打擊。
[0045]為實現(xiàn)位移采集，上述PLC控制器3上設(shè)有高速計數(shù)模塊，如圖3所示，磁頭6的A、B相脈沖輸出線分別與高速計數(shù)模塊的計數(shù)端口 XO、Xl相連。
[0046]如圖4所示，本壓力機(jī)的PLC控制裝置采用變壓器14將三相電網(wǎng)中的380V交流電變壓成單相220V，單相220V作為壓力機(jī)的PLC控制裝置(即圖4中控制電路16)的電源。電動螺旋壓力機(jī)控制系統(tǒng)的主回路采用交流380V三相電網(wǎng)供電，磁阻電機(jī)4、液壓栗、潤滑栗電機(jī)等由交流380V供電，控制電路16采用交流220V供電，電源分配示意圖如圖4所示。系統(tǒng)采用變壓器14將380V交流電變壓成單相220V，單相220V通過開關(guān)電源15與本控制裝置即控制電路16相連，實現(xiàn)各電機(jī)工作回路和控制電路電氣上的隔離，阻止一部分諧波的傳輸，即阻止工廠電網(wǎng)和磁阻電機(jī)驅(qū)動器產(chǎn)生的諧波對控制電路的干擾，有效防止傳感器的誤動作以及達(dá)到模擬量信號的穩(wěn)定采集。
[0047]主電路采用主斷路器17進(jìn)行保護(hù)，各支路也設(shè)有斷路器13進(jìn)行保護(hù)，當(dāng)控制電路短路時能自動斷電，保護(hù)設(shè)備及人身安全。磁阻電機(jī)采用專用磁阻驅(qū)動器進(jìn)行控制，專用磁阻驅(qū)動器可以達(dá)到在過載、缺相、堵轉(zhuǎn)、電源電壓不平衡時對磁阻電機(jī)的有效保護(hù)。制動用的液壓栗電動機(jī)采用EOCR電動機(jī)保護(hù)器進(jìn)行保護(hù)。
[0048]本實施例中上述PLC控制器采用臺達(dá)DVP可編程控制器，顯示屏為觸摸顯示屏。DVP可編程控制器與研華無風(fēng)扇嵌入式工控機(jī)采用RS232進(jìn)行通訊(見圖1所示)，將PLC控制器3的編程口與工控機(jī)RS232接口采用電纜連接，采用Modbus協(xié)議進(jìn)行通訊。工控機(jī)2與10.4寸觸摸工業(yè)顯示屏連接，進(jìn)行人機(jī)界面顯示，顯示屏I與工控機(jī)2采用VGA接口，其中USB連接線用于顯示屏的觸摸功能。PLC控制器3的RS485端口與磁阻驅(qū)動器5直接通訊，升降滑塊的運動信息通過RS485通訊的方式由PLC控制器3發(fā)送給磁阻驅(qū)動器5，完成要求的寸動或打擊動作。
[0049]綜上所述，本實用新型的壓力機(jī)的PLC控制裝置，采用磁尺和磁頭作為測量升降滑塊實時信息的測量機(jī)構(gòu)，將升降滑塊的實時信息傳給PLC控制器，使整個控制系統(tǒng)可以利用升降滑塊的實時位移和實時速度等信息進(jìn)行有效測控，提高實用性能。所以，本實用新型有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。
[0050]上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本實用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項】
1.一種壓力機(jī)的PLC控制裝置，其特征在于，包括上位機(jī)、與上位機(jī)相連的由PLC控制器(3)構(gòu)成的下位機(jī)，以及測量電動螺旋壓力機(jī)上的升降滑塊(9)實時位移和速度的測量機(jī)構(gòu)，所述測量機(jī)構(gòu)包括置于電動螺旋壓力機(jī)的豎直支柱內(nèi)側(cè)的磁尺(7)，以及設(shè)在所述升降滑塊(9)上可讀取磁尺信號的磁頭(6)，所述磁頭(6)與所述PLC控制器(3)相連，以及置于所述升降滑塊總行程上、下的兩個限位開關(guān)，兩個限位開關(guān)均與PLC控制器(3)相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力機(jī)的PLC控制裝置，其特征在于:所述電動螺旋壓力機(jī)采用兩臺磁阻電機(jī)(4)作為同步動力源，每臺磁阻電機(jī)(4)均受一個磁阻驅(qū)動器(5)驅(qū)動，所述磁阻驅(qū)動器(5)與所述PLC控制器(3)通訊相連。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力機(jī)的PLC控制裝置，其特征在于:所述上位機(jī)采用嵌入式測控工控機(jī)，上位機(jī)與顯示屏(I)相連。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力機(jī)的PLC控制裝置，其特征在于:所述PLC控制器(3)上設(shè)有高速計數(shù)模塊，所述磁頭(6)的A、B相脈沖輸出線分別與所述高速計數(shù)模塊的計數(shù)端口XO、Xl相連。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力機(jī)的PLC控制裝置，其特征在于:所述壓力機(jī)的PLC控制裝置采用變壓器(14)將三相電網(wǎng)中的380V交流電變壓成單相220V，單相220V作為電動螺旋壓力機(jī)控制系統(tǒng)的電源。
【文檔編號】B21J9/20GK205551354SQ201620183654
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年3月10日
【發(fā)明人】陸友榮, 龔偉興, 趙春鋒, 陳揚
【申請人】上海運良鍛壓機(jī)床有限公司, 上海工程技術(shù)大學(xué)