CN106863891B - 一种快速换模电气控制系统及其控制方法 - Google Patents

一种快速换模电气控制系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了压力机一种快速换模电气控制系统,包括电机控制单元、PLC控制单元以及电源控制单元;电机控制单元包括接入交流380V三相电源的行走电机、移动平台推拉电机、左模架库推拉电机、右模架库推拉电机、换模臂电机、换模平台电机,行走电机、移动平台推拉电机、左模架库推拉电机、右模架库推拉电机、换模臂电机、换模平台电机均可实现正反转;PLC控制单元包括一个PLC本机单元和一个扩展模块,电源控制单元包括控制变压器,控制变压器的输入端连接在交流380V电源上,控制变压器输出端输出交流220V电压,本系统操作简单,方便,减轻操作者的劳动强度;动作安全可靠,减少人工换模过程中出现的工伤事故,可用于压力机快速换模中。

Description

一种快速换模电气控制系统及其控制方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种压力机,特别涉及一种压力机换模系统。
背景技术
[0002] 家电行业、电子行业、汽车行业等大量使用压力机进行外壳或零件的加工,在同一 台压力机上使用的模具往往有许多套,在其正常生产中都免不了要频繁更换模具,早期模 具的更换,大多数情况都是在一个零件加工完成之后,利用人工及一般起重工具将模具从 压力机的工作区拖出,然后将下一工件的模具拖入,换模时间的长短随着模具的尺寸、重量 及复杂程度不同而相差悬殊,面对高频率换模时代的到来,压力机快速换模系统具备高效 率的换模作业能力已成为冲压自动化生产过程中的重要制程,同时也是决定降低生产成本 与提升市场竞争力优质的重要依据之一。
发明内容
[0003]本发明的目的是提供一种快速换模电气控制系统及其控制方法,使得换模操作更 加简单、方便,减轻操作者的劳动强度,提高操作安全性。
[0004] 本发明的目的是这样实现的:一种快速换模电气控制系统,包括电机控制单元、 PLC控制单元以及电源控制单元;
[0005] 所述电机控制单元包括接入交流380V三相电源的行走电机、移动平台推拉电机、 左模架库推拉电机、右模架库推拉电机、换模臂电机、换模平台电机,行走电机、移动平台推 拉电机、左模架库推拉电机、右模架库推拉电机、换模臂电机、换模平台电机均可实现正反 转;
[0006] 所述PLC控制单元包括一个PLC本机单元和一个扩展模块,所述PLC本机单元选用 三菱FX:3GA系列PLC,扩展模块选用FX2n-32ER PLC;
[0007] 所述电源控制单元包括控制变压器,控制变压器的输入端连接在交流380V电源 上,所述控制变压器输出端输出交流220V电压。
[0008] 作为本发明的进一步限定,所述行走电机经热继电器FR1、常开触点KM1、常开触点 KM2、断路器QF1接三相电源,所述移动平台推拉电机经热继电器FR2、常开触点KM3、常开触 点KM4、断路器QF2接三相电源,所述左模架推拉电机经热继电器FR3、常开触点KM5、常开触 点KM6、断路器QF3接三相电源,所述右模架推拉电机经热继电器FR4、常开触点KM7、常开触 点KM8、断路器QF4接三相电源,所述换模臂电机经热继电器FR5、常开触点KM9、常开触点 KM10、断路器QF5接三相电源,所述换模平台电机经热继电器FR6、常开触点KM11、常开触点 KM12、断路器QF6接三相电源。
[0009] 作为本发明的进一步限定,所述PLC本机单元的X00-X05端子用以输入移动平台控 制信号,具体为:X00输入工作确认信号,X01输入前进信号,X02输入后退信号,X03输入模架 前进信号,X04输入模架后退信号,X05输入模架抬起信号;
[0010] PLC本机单元的X06-X10端子用以输入左模架库控制信号,具体为:X06输入工作确 认1目可,X07%j入彳吴架則进丨目号,xi〇输入模架后退信号;
[0011] PLC本机单元的XI1-X13端子用以输入右模架库控制信号,具体为:XI1输入工作确 认信号,X12输入模架前进信号,X13输入模架后退信号;
[0012] PLC本机单元的H4-X16端子用以输入换模臂控制信号,具体为:X14输入工作确认 信号,XI5输入模臂上升信号,XI6输入模臂下降信号;
[0013] PLC本机单元的H7-X21端子用以输入右模架库控制信号,具体为:X17输入气缸锁 定信号,X20输入平台上升信号,X21输入平台下降信号;
[0014] PLC本机单元的X22-X31端子用以输入压力机安全信号,具体为:X22输入紧急停止 信号,X24输入行走电机过载信号,X2f5输入模架电机过载信号,X26输入左模架电机过载信 号,X27输入右模架电机过载信号,X3〇输入换模臂电机过载信号,X31输入平台电机过载信 号;
[0015] PLC本机单元的X33用以输入移动平台举模压力信号,PLC本机单元的X34-X37端子 用以输入移动平台限位信号,PLC本机单元的X40-X41端子用以输入左模架限位信号,PLC本 机单元的X42-X43端子用以输入右模架的限位信号;
[0016] PLC本机单元的Y00-Y01端子用以输出行走电机的正反转信号,PLC本机单元的 Y02-Y03端子用以输出移动平台推拉电机的正反转信号,plc本机单元的Y04-Y05端子用以 输出左模架推拉电机的正反转信号,PLC本机单元的Y06-Y07端子用以输出右模架推拉电机 的正反转信号,PLC本机单元的Y10-Y11端子用以输出换模臂电机的正反转信号,PLC本机单 元的Y12-H3端子用以输出换模平台电机的正反转信号;PLC本机单元的Y14-Y27端子用以 输出指示灯信号;
[0017]所述扩展模块的X00-X01端子用以输入换模臂的限位信号,扩展模块的X02-X05端 子用以输入换模平台的限位信号,扩展模块的Y03-Y07端子用以输出各电机工作信号。
[0018]作为本发明的进一步限定,所述控制变压器输出端接有开关电源转换电路,开关 电源转换电路输出直流24V电源,控制变压器输出端还接有交流220V插座以及工作灯。
[0019] 一种快速换模电气控制方法,包括以下步骤:、
[0020] 1)打开电源,移动平台初始位于换模平台正下方,进行移动平台工作确认,将移动 平台行走至压力机前侧,当到达前限位时,移动平台停止,控制链条推拉装置往压力机前侧 方向移动,当钩子自动卡住模架钩架时,控制链条推拉装置拉动模架移出压力机并运动到 移动平台上,继续拉动模架,当模架触发限位开关后,停止拉动,控制移动平台后移至后限 位开关后并停止,拆除后侧模架钩架,此时模架移出压力机作业完成;
[0021] 2)先将模架抬起,若需更换的新的模架在右模架库上,则将进行左模架库工作确 认,确认完毕后链条推拉装置往模架方向移动,当钩子自动卡住模架钩架时,进行后退操 作,链条推拉装置拉动模架移至左模架库上,当左模架库后限位开关触发后,停止拉动,此 时模架移至左模架库上,左、右模架库为模架整体更换时的中转位置,也配备链条推拉装 置,可以左右推拉模架至预定位置;
[0022] 3)先右模架库工作确认,将需跟换的模架推向移动平台,当右模架库前限位开关 触发发讯后,停止推动,拆除右侧模架构架,此时,需更换的模架进入移动平台;
[0023] 4)先将举模器电磁阀断气将模架落下,再将移动平台行走至压力机前侧,当到达 前限位时,移动平台停止,控制链条推拉装置往模架方向移动,钩子自动卡住模架钩架,将 模架推入压力机,此时拆除后侧模架钩架,将移动平台后退至初始位置;
[0024] 5)将换模平台与上模架拧紧,控制滑块锁定气缸断气松开换模平台,控制换模平 台上升至预定位置后,换模平台上限位开关触发后,停止上升,滑块锁定气缸通气锁定换模 平台,防止下落;
[0025] 6)进行换模臂工作确认,手动推拉换模臂进入模架内,控制换模臂在模架内上下 运动,将换模臂移动到模具下方,托住模具,此时移出模架弹簧柱,开始模具更换作业;
[0026] 7)模具更换完毕后,先将模架弹簧柱放置在模架内,控制滑块锁定气缸断气松开 换模平台,控制换模平台下降,下降到位后,松开换模平台与上模架,再控制换模平台上升 至上限位置,滑块锁定气缸通气锁定换模平台,此时可以移动模架。
[0027]与现有技术相比,本发明的有益效果在于,本系统操作简单,方便,减轻操作者的 劳动强度;动作安全可靠,减少人工换模过程中出现的工伤事故;缩短换模时间,大大提高 了生产效率,设备或者流水线就可以按照客户的需要进行切换,不需额外的库存即可满足 客户的要求,缩短交货时间减少资金在额外库存上的占用。
附图说明
[0028]图1为本发明控制原理框图。
[0029]图2为本发明中电机控制单元线路图。
[0030]图3为本发明中PLC本机单元接线图。
[0031]图4为本发明中PLC扩展模块接线图。
[0032]图5为本发明中电源控制单元接线图。
具体实施方式
[0033]如图1_5所示的一种快速换模电气控制系统,包括电机控制单元、PLC控制单元以 及电源控制单元;
[0034]所述电机控制单元包括接入交流380V三相电源的行走电机、移动平台推拉电机、 左模架库推拉电机、右模架库推拉电机、换模臂电机、换模平台电机,行走电机、移动平台推 拉电机、左模架库推拉电机、右模架库推拉电机、换模臂电机、换模平台电机均可实现正反 转,所述行走电机经热继电器FR1、常开触点KM1、常开触点KM2、断路器QF1接三相电源,所述 移动平台推拉电机经热继电器FR2、常开触点KM3、常开触点KM4、断路器QF2接三相电源,所 述左模架推拉电机经热继电器FR3、常开触点疆5、常开触点KM6、断路器QF3接三相电源,所 述右模架推拉电机经热继电器FR4、常开触点KM7、常开触点KM8、断路器QF4接三相电源,所 述换模臂电机经热继电器FR5、常开触点KM9、常开触点KM10、断路器QF5接三相电源,所述换 模平台电机经热继电器FR6、常开触点KM11、常开触点KM12、断路器QF6接三相电源; ^5]所述PLC控制单元包括一个PLC本机单元和一个扩展模块,所述PLC本机单元选用 三菱FXXA系列PLC,扩展模块选用FX2n-32ER PLC,所述PLC本机单元的X00-X05端子用以输 入移动平台控制信号,具体为:X00输入工作确认信号,x〇l输入前进信号,X02输入后退信 号,X03输入模架前进信号,X04输入模架后退信号,X05输入模架抬起信号;
[0036] PLC本机单元的xoe-xio端子用以输入左模架库控制信号,具体为:X06输入工作确 认信号,x〇7输入模架前进信号,X10输入模架后退信号; L〇〇37」PLC本机单元的XII-XI3端子用以输入右模架库控制信号,具体为:xi 1输入工作确 认信号,XI2输入模架前进信号,XI3输入模架后退信号;
[0038] PLC本机单元的X14-X16端子用以输入换模臂控制信号,具体为:X14输人工作确认 信号,X15输入模臂上升信号,X16输入模臂下降信号;
[0039] PLC本机单元的X17-X21端子用以输入右模架库控制信号,具体为:X17输入气缸锁 定信号,X2〇输入平台上升信号,X21输入平台下降信号;
[0040] PLC本机单元的X22_X:31端子用以输入压力机安全信号,具体为:X22输入紧急停止 信号,X24输入行走电机过载信号,X25输入模架电机过载信号,X26输入左模架电机过载信 号,XW输入右模架电机过载信号,X30输入换模臂电机过载信号,X31输入平台电机过载信 号;
[0041] PLC本机单元的X33用以输入移动平台举模压力信号,pLC本机单元的X34-X37端子 用以输入移动平台限位信号,PLC本机单元的X40-X41端子用以输入左模架限位信号,PLC本 机单元的X42_X43端子用以输入右模架的限位信号;
[0042] PLC本机单元的Y00-Y01端子用以输出行走电机的正反转信号,PLC本机单元的 Y02-Y03端子用以输出移动平台推拉电机的正反转信号,PLC本机单元的Y04-Y05端子用以 输出左模架推拉电机的正反转信号,PLC本机单元的Y06-Y07端子用以输出右模架推拉电机 的正反转信号,PLC本机单元的Y10-Y11端子用以输出换模臂电机的正反转信号,PLC本机单 元的Y12_Y13端子用以输出换模平台电机的正反转信号;PLC本机单元的Y14-Y27端子用以 输出指示灯信号;
[0043]所述扩展模块的X00-X01端子用以输入换模臂的限位信号,扩展模块的X02-X05端 子用以输入换模平台的限位信号,扩展模块的Y03-Y07端子用以输出各电机工作信号;
[0044]所述电源控制单元包括控制变压器,控制变压器的输入端连接在交流380V电源 上,所述控制变压器输出端输出交流22〇V电压,所述控制变压器输出端接有开关电源转换 电路,开关电源转换电路输出直流24V电源,控制变压器输出端还接有交流220V插座以及工 作灯。
[0045] —种快速换模电气控制方法,包括以下步骤:、
[0046] 1)将SA8拨至通位,打开电源,移动平台初始一般位于换模平台正下方,将SA1拨至 通位进行移动平台工作确认,按压SB1按钮将移动平台行走至压力机前侧,当到达前限位 时,SQ1发讯,移动平台停止,按压模架前进按钮SB3,链条推拉装置往压力机前侧方向移动, 当钩子自动卡住模架钩架时,按压模架后退按钮SB4,链条推拉装置拉动模架移出压力机并 运动到移动平台上,继续拉动模架,当模架后限位开关SQ4发讯后,停止拉动,再按压SB2按 钮将移动平台后移至后限位开关SQ2发讯并停止,拆除后侧模架钩架,此时模架移出压力机 作业完成;
[0047] 2)左右模架库为模架整体更换时的中转位置,也配备链条推拉装置,可以左右推 拉模架至预定位置。先将模架开关SA2拨至“抬起”位置,此时举模器电磁阀通气将模架抬 起。若需更换的新的模架在右模架库上,则将开关SA3拨至通位进行左模架库工作确认,按 下左模架前进按钮SB5,链条推拉装置往模架方向移动,当钩子自动卡住模架钩架时,按压 左模架后退按钮SB6,链条推拉装置拉动模架移至左模架库上,当左模架库后限位开关SQ6 发讯后,停止拉动,此时模架移至左模架库上;
[0048] 3)将开关SA4拨至通位进行右模架库工作确认,按压右模架前进按钮SB7,将需跟 换的模架推向移动平台,当右模架库前限位开关SQ7发讯后,停止推动,拆除右侧模架构架, 此时,需跟换的模架进入移动平台;
[0049] 4)将模架开关SA2拨至“落下”位置,此时举模器电磁阀断气将模架落下,按压移动 平台前进按钮SB1将移动平台行走至压力机前侧,当到达前限位时,SQ1发讯,移动平台停 止,按压模架前进按钮SB3,链条推拉装置往模架方向移动,钩子自动卡住模架钩架,继续按 压模架前进按钮SB3将模架推入压力机,此时拆除后侧模架钩架,将移动平台后退至初始位 置;
[0050] 5)换模平台可以模拟滑块上提动作,将模架的上半部分提升起来,模具打开,可以 进行模具更换作业;若进行换模平台内模具更换作业,移动平台及模架必须处于初始位置。 用4只T形头螺栓将换模平台与上模架拧紧,将气缸锁定开关SA7拨至“松开”位置,滑块锁定 气缸断气松开换模平台,按压平台上升按钮SB11,至预定位置后,换模平台上限位开关SQ11 发讯,停止上升,将气缸锁定开关SA7拨至“锁定”位置,滑块锁定气缸通气锁定换模平台,防 止下落;
[0051] 6)将开关SA5拨至通位进行换模臂工作确认,手动推拉换模臂进入模架内,按压换 模臂上升按钮SB9或下降按钮SB10,换模臂可以在模架内上下运动。将换模臂移动到模具下 方,托住模具,此时移出模架弹簧柱,可以开始模具更换作业;
[0052] 7)模具更换完毕后,需要闭合模架,先将模架弹簧柱放置在模架内,将气缸锁定开 关SA7拨至“松开”位置,按压平台下降按钮SB12,平台下降到位后松开4个T形头螺栓,再按 压平台上升按钮SB11,将换模平台移至上限位置,将气缸锁定开关SA7拨至“锁定”位置锁定 换模平台,此时可以移动模架。
[0053]本发明并不局限于上述实施例,在本发明公开的技术方案的基础上,本领域的技 术人员根据所公开的技术内容,不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一 些替换和变形,这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1. 一种快速换模电气控制系统,其特征在于,包括电机控制单元、pLC控制单元以及电 源控制单元; 所述电机控制单元包括接入交流3S0V三相电源的行走电机、移动平台推拉电机、左模 架库推拉电机、右模架库推拉电机、换模臂电机、换模平台电机,行走电机、移动平台推拉电 机、左模架库推拉电机、右模架库推拉电机、换模臂电机、换模平台电机均可实现正反转; 所述PLC控制单元包括一个PLC本机单元和一个扩展模块,所述PLC本机单元选用三菱 FX3GA系列PLC,扩展模块选用FX2n-32ER PLC,所述PLC本机单元的XOO-X05端子用以输入移 动平台控制信号,具体为:X00输入工作确认信号,X01输入前进信号,X02输入后退信号,X03 输入模架前进信号,X04输入模架后退信号,X05输入模架抬起信号; PLC本机单元的xoe-xio端子用以输入左模架库控制信号,具体为:X06输入工作确认信 号,X07输入模架前进信号,X10输入模架后退信号; PLC本机单元的Xll-XI3端子用以输入右模架库控制信号,具体为:)(11输入工作确认信 号,XI2输入模架前进信号,X13输入模架后退信号; PLC本机单元的X14-X16端子用以输入换模臂控制信号,具体为:X14输入工作确认信 号,XI5输入模臂上升信号,XI6输入模臂下降信号; PLC本机单元的)(17-X21端子用以输入右模架库控制信号,具体为:xi7输入气缸锁定信 号,X2〇输入平台上升信号,X21输入平台下降信号; PLC本机单元的X22-X:31端子用以输入压力机安全信号,具体为:X22输入紧急停止信 号,X24输入行走电机过载信号,X25输入模架电机过载信号,X26输入左模架电机过载信号, X27输入右_旲架电机过载彳曰号,X30输入换_旲臂电机过载信号,X31输入平台电机过载信号; PLC本机单元的X33用以输入移动平台举模压力信号,PLC本机单元的X34-X37端子用以 输入移动平台限位信号,PLC本机单元的X40-X41端子用以输入左模架限位信号,PLC本机单 元的X42-X43端子用以输入右模架的限位信号; PLC本机单兀的Y00-Y014而子用以输出彳丁走电机的正反转信号,PLC本机单元的Y02-Y03 端子用以输出移动平台推拉电机的正反转信号,PLC本机单元的Y04-Y05端子用以输出左模 架推拉电机的正反转信号,PLC本机单元的Y06-Y07端子用以输出右模架推拉电机的正反转 信号,PLC本机单元的Y10-Y11端子用以输出换模臂电机的正反转信号,PLC本机单元的Y12-Y13端子用以输出换模平台电机的正反转信号;PLC本机单元的Y14_Y27端子用以输出指示 灯信号; 所述扩展模块的X00-X01端子用以输入换模臂的限位信号,扩展模块的X02-X05端子用 以输入换模平台的限位信号,扩展模块的Y03-Y07端子用以输出各电机工作信号; 所述电源控制单元包括控制变压器,控制变压器的输入端连接在交流380V电源上,所 述控制变压器输出端输出交流220V电压。
2.根据权利要求1所述的一种快速换模电气控制系统,其特征在于,所述行走电机经热 继电器FR1、常开触点KM1、常开触点KM2、断路器QF1接三相电源,所述移动平台推拉电机经 热继电器FR2、常开触点KM3、常开触点KM4、断路器QF2接三相电源,所述左模架推拉电机经 热继电器FR3、常开触点KM5、常开触点KM6、断路器QF3接三相电源,所述右模架推拉电机经 热继电器FR4、常开触点KM7、常开触点KM8、断路器QF4接三相电源,所述换模臂电机经热继 电器FR5、常开触点KM9、常开触点KM10、断路器QF5接三相电源,所述换模平台电机经热继电 器FR6、常开触点KM11、常开触点KM12、断路器QF6接三相电源。
3.根据权利要求1所述的一种快速换模电气控制系统,其特征在于,所述控制变压器输 出端接有开关电源转换电路,开关电源转换电路输出直流24V电源,控制变压器输出端还接 有交流220V插座以及工作灯。
4. 一种快速换模电气控制方法,其特征在于,包括以下步骤:、 1) 打开电源,移动平台初始位于换模平台正下方,进行移动平台工作确认,将移动平台 行走至压力机前侧,当到达前限位时,移动平台停止,控制链条推拉装置往压力机前侧方向 移动,当钩子自动卡住模架钩架时,控制链条推拉装置拉动模架移出压力机并运动到移动 平台上,继续拉动模架,当模架触发限位开关后,停止拉动,控制移动平台后移至后限位开 关后并停止,拆除后侧模架钩架,此时模架移出压力机作业完成; 2) 先将模架抬起,若需更换的新的模架在右模架库上,则将进行左模架库工作确认,确 认完毕后链条推拉装置往模架方向移动,当钩子自动卡住模架钩架时,进行后退操作,链条 推拉装置拉动模架移至左模架库上,当左模架库后限位开关触发后,停止拉动,此时模架移 至左模架库上,左、右模架库为模架整体更换时的中转位置,也配备链条推拉装置,可以左 右推拉模架至预定位置; 3) 先右模架库工作确认,将需更换的模架推向移动平台,当右模架库前限位开关触发 发讯后,停止推动,拆除右侧模架构架,此时,需更换的模架进入移动平台; 4) 先将举模器电磁阀断气将模架落下,再将移动平台行走至压力机前侧,当到达前限 位时,移动平台停止,控制链条推拉装置往模架方向移动,钩子自动卡住模架钩架,将模架 推入压力机,此时拆除后侧模架钩架,将移动平台后退至初始位置; 5) 将换模平台与上模架拧紧,控制滑块锁定气缸断气松开换模平台,控制换模平台上 升至预定位置后,换模平台上限位开关触发后,停止上升,滑块锁定气缸通气锁定换模平 台,防止下落; 6) 进行换模臂工作确认,手动推拉换模臂进入模架内,控制换模臂在模架内上下运动, 将换模臂移动到模具下方,托住模具,此时移出模架弹簧柱,开始模具更换作业; 7) 模具更换完毕后,先将模架弹簧柱放置在模架内,控制滑块锁定气缸断气松开换模 平台,控制换模平台下降,下降到位后,松开换模平台与上模架,再控制换模平台上升至上 限位置,滑块锁定气缸通气锁定换模平台,此时可以移动模架。
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