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

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

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

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

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。

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；

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。

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。

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；

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X11-X13端子用以输入右模架库控制信号，具体为：X11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；

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，X15输入模臂上升信号，X16输入模臂下降信号；

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，X20输入平台上升信号，X21输入平台下降信号；

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，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；

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；

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。

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。

一种快速换模电气控制方法，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；

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。

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

图1为本发明控制原理框图。

图2为本发明中电机控制单元线路图。

图3为本发明中PLC本机单元接线图。

图4为本发明中PLC扩展模块接线图。

图5为本发明中电源控制单元接线图。

具体实施方式

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；

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；

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；

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X11-X13端子用以输入右模架库控制信号，具体为：X11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；

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，X15输入模臂上升信号，X16输入模臂下降信号；

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，X20输入平台上升信号，X21输入平台下降信号；

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，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；

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；

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，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。

一种快速换模电气控制方法，包括以下步骤：、

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；

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；

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；

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；

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；

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；

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。

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；

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X11-X13端子用以输入右模架库控制信号，具体为：X11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；

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，X15输入模臂上升信号，X16输入模臂下降信号；

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，X20输入平台上升信号，X21输入平台下降信号；

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，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；

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；

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。