李濤

摘 要：在自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展越來越好的今天，使用自動(dòng)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(dòng)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(duì)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(jì)原理進(jìn)行研究。

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

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

0 引言

將自動(dòng)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(duì)壓力機(jī)的滑塊與制動(dòng)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(shí)的特點(diǎn)、滑塊及離合器等的設(shè)計(jì)原理與控制方法，與此同此，還提出了在不同計(jì)劃的實(shí)驗(yàn)下，探討壓力機(jī)在生產(chǎn)設(shè)計(jì)中使用自動(dòng)化控制技術(shù)的原理和方法，以達(dá)到壓力機(jī)自動(dòng)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(shí)，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(duì)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(duì)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(dòng)壓力機(jī)為例，此款產(chǎn)品的傳動(dòng)方式為皮帶與齒輪兩種傳動(dòng)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(dòng)，以便其飛輪能平穩(wěn)轉(zhuǎn)動(dòng)，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(shí)，由雙聯(lián)閥帶動(dòng)離合器開關(guān)再帶動(dòng)滑塊運(yùn)動(dòng)。因此本文以滑塊運(yùn)動(dòng)路徑作為研究對(duì)象，用智能傳感器來監(jiān)控滑塊不同時(shí)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(duì)制動(dòng)器的研究，用非接觸式角位移傳感器來進(jìn)行對(duì)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(dòng)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(dòng)機(jī)中傳動(dòng)帶動(dòng)飛輪來形成其動(dòng)力系統(tǒng)，因此其在鍛壓工作進(jìn)行的過程中會(huì)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(shí)間在進(jìn)行空載運(yùn)行。在壓力機(jī)鍛壓時(shí)，其滑塊的運(yùn)動(dòng)模式都是從起點(diǎn)朝下進(jìn)行空程來回移動(dòng)，在鍛壓完成后再繼續(xù)空程移動(dòng)到始發(fā)位置?；谄溥\(yùn)動(dòng)規(guī)律，我們?cè)O(shè)定其在空程運(yùn)動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩和時(shí)間為x1與t1，設(shè)定其鍛壓時(shí)的轉(zhuǎn)矩與時(shí)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(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度也會(huì)隨著轉(zhuǎn)矩的變化為變化。

啟動(dòng)壓力機(jī)會(huì)給電于雙聯(lián)閥線圈，這時(shí)候氣動(dòng)系統(tǒng)會(huì)對(duì)氣缸進(jìn)行控制，來達(dá)到解除對(duì)制動(dòng)器的制動(dòng)，與此同時(shí)，離合器聯(lián)結(jié)，皮帶及齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)滑塊工作。壓力機(jī)的傳感器根據(jù)信號(hào)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(hào)，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(duì)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(dòng)作為一種不斷重復(fù)的簡單運(yùn)動(dòng)，通常情況下我們會(huì)通過輾轉(zhuǎn)法來控制其運(yùn)動(dòng)路徑。該方法需使用系統(tǒng)的輸入及輸出變量，兩個(gè)變量的選取具有特定要求，前者為滑塊運(yùn)動(dòng)實(shí)際與期望停止位置的電壓差，后者為滑塊位移傳感器對(duì)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(dòng)器控制系統(tǒng)

壓力機(jī)鍛壓工作時(shí)，其制動(dòng)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(dòng)效果成正比例關(guān)系。隨著我們社會(huì)數(shù)字化進(jìn)程的加快，新研發(fā)的開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)也在壓力機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用中起到十分重要的作用。開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)與一般制動(dòng)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(yùn)行的穩(wěn)定性。

變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的使用，會(huì)讓制動(dòng)器制動(dòng)的同時(shí)，使摩擦帶旁的開關(guān)伴隨摩擦帶逐漸貼近飛輪。摩擦片因?yàn)殚L久工作消耗逐漸磨損變薄時(shí)，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(shí)開關(guān)可以正常向系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)。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(shí)候感應(yīng)開關(guān)便無法向系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)。系統(tǒng)在收集信號(hào)之后會(huì)在界面顯示出警示，不僅會(huì)及時(shí)停止機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)，還會(huì)在下一次壓力機(jī)啟動(dòng)的同時(shí)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(duì)制動(dòng)器的主體結(jié)構(gòu)實(shí)施保護(hù)，還可以提醒人們對(duì)磨損程度較重的摩擦帶進(jìn)行及時(shí)更換，不僅避免了高額的維修成本，也減少了維修的耗時(shí)。

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

4 結(jié)語

綜上所述，本文對(duì)壓力機(jī)控制系統(tǒng)所涉及的自動(dòng)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(jì)后的滑塊控制及制動(dòng)器控制系統(tǒng)，也最大化程度的提升了其自動(dòng)化水平，且為其他機(jī)械提供了一定的參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉恒博，尚校.傳統(tǒng)手工沖壓線的自動(dòng)化升級(jí)改造[J].汽車工業(yè)研究，2016（10）：49-54.

[2]趙磊，邵振榮，朱霖，趙菲.基于自動(dòng)化技術(shù)的壓力機(jī)控制設(shè)計(jì)[J].機(jī)電信息，2016（21）：100-101.

[3]陳軍緒，祝成林，趙赦.沖壓生產(chǎn)線壓力機(jī)、模具及自動(dòng)化設(shè)備之間的關(guān)系研究[J].金屬加工（熱加工），2016（05）：10-12.