CN109203555B - 一种双缸液压顶出控制系统及其方法 - Google Patents

一种双缸液压顶出控制系统及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了压力机领域内的一种双缸液压顶出控制系统，包括主电路单元和主控单元，所述主电路单元包括经交流接触器触头连接在电源上的上缸电机和下缸电机，所述主控单元包括：控制单元，用以控制压力机的工作过程；检测单元，用以检测压力机滑块行程状态，并将其发送给控制单元；动作单元，用以接收来自控制单元的控制信号，通过交流接触器控制上缸电机、下缸电机工作，通过电磁阀控制上缸油箱、下缸油箱内的油压；本发明能适应多种规格的工件成形，根据冲压工件的材料厚度，设置上、下缸油压的精准调节，可用于双缸压力机控制中。

Description

一种双缸液压顶出控制系统及其方法
技术领域
本发明涉及一种压力机，特别涉及一种双缸压力机。
背景技术
现有技术中双缸压力机手动控制电机启动与停止，手动控制电磁阀的接通与断开。此操作易将工作状态与检修状态混淆，导致油路工作不正常，检修不方便，无油路报警检测等。双缸压力机包括上缸与下缸，上缸和下缸分别通过上缸电机和下缸电机往两油箱内注油，控制上缸与下缸顶出，以适应不同工件的加工。
发明内容
本发明的目的是提供一种双缸液压顶出控制系统及其方法，既能够满足对于液压回路的全面实时掌控，提前预控功能，又能与压力机实时通讯，实现智能化工业生产；让工件一次成形，无需后续工序，提高车间设备的利用率。
本发明的目的是这样实现的：一种双缸液压顶出控制方法，包括以下步骤：
1）启动电机；当检测单元检测到启动信号，将其发送给控制单元，控制单元通过动作单元控制上缸电机、下缸电机工作，使得上缸油箱和下缸油箱内产生油压，顶出上缸与下缸；
2）下行程调节；当检测单元检测到压力机滑块下行程时，将其发送给控制单元，控制单元输出控制信号，通过动作单元调节上缸油箱和下缸油箱内油压内的油压，精确确定上缸与下缸顶出的位置；
3）下行程保压；当检测到压力机滑块接近下死点时，将其发送给控制单元，控制单元输出控制信号，通过动作单元控制上缸油箱和下缸油箱内油压内的处于保压状态；
4）上行程调节；当检测单元检测到压力机滑块上行程时，将其发送给控制单元，控制单元输出控制信号，通过动作单元调节上缸油箱和下缸油箱内油压内的油压，粗率确定上缸与下缸顶出的位置；
5）循环步骤2-4。
作为本发明的进一步限定，步骤1）与步骤2）之间还包括压力调整步骤，输入信号给控制单元，通过动作单元对上缸油箱与下缸油箱分别进行油压压差调整。为了增大本发明的适应范围，可适应不同规格的工件加工。
作为本发明的进一步限定，步骤1）到步骤5）过程，当油压顶出上缸和下缸发生故障，输入信号给控制单元，通过动作单元对上缸油箱和下缸油箱进行卸荷处理。为了使得维修更加方便。
作为本发明的进一步限定，所述控制单元选用PLC；所述检测单元包括连接在压力机转轴上的角度检测传感器以及与其配合的触发开关，触发开关连接在PLC上；所述动作单元包括交流接触器和电磁阀，交流接触器用以控制上缸电机、下缸电机，电磁阀用以控制上缸油箱与下缸油箱内的油压；所述PLC上还连接有触摸屏，用以输入信号。
作为本发明的进一步限定，步骤3）下行程保压时，接近下死点的触发位置为下行总行程的80%-90%。
一种双缸液压顶出控制系统，包括主电路单元和主控单元，所述主电路单元包括经交流接触器触头连接在电源上的上缸电机和下缸电机，所述主控单元包括：
控制单元，用以控制压力机的工作过程；
检测单元，用以检测压力机滑块行程状态，并将其发送给控制单元；
动作单元，用以接收来自控制单元的控制信号，通过交流接触器控制上缸电机、下缸电机工作，通过电磁阀控制上缸油箱、下缸油箱内的油压。
作为本发明的进一步限定，所述检测单元包括连接在压力机转轴上的角度检测传感器以及与其配合的触发开关，触发开关连接在控制单元输入端。
作为本发明的进一步限定，所述动作单元包括交流接触器线圈和工作电磁阀；所述交流接触器线圈包括控制上缸电机工作的上缸接触器线圈KM1和控制下缸电机工作的下缸接触器线圈KM2，所述工作电磁阀包括控制上缸内油压的上缸工作电磁阀YV1和控制下缸内油压的下缸工作电磁阀YV2。
作为本发明的进一步限定，所述主电路单元还包括压差电机和冷却电机，压差电机和冷却电机通过交流接触器触头连接在电源上，动作单元还包括与压差电机配合的电磁阀以及与冷却电机配合的交流接触器线圈。
作为本发明的进一步限定，所述交流接触器触点与上缸电机、下缸电机、压差电机、冷却电机之间设置有热继电器。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
（1）本发明能适应多种规格的工件成形，根据冲压工件的材料厚度，设置上、下缸油压的精准调节；
（2）本发明具有精调、粗调功能，较大的提升工件加工速率，且保证了冲压工件成形效果；
（3）该液压顶出控制系统具有压差调整、电动卸荷等功能，方便保养并降低后期维修难度。
附图说明
图1为本发明控制原理框图。
图2为本发明系统原理接线图。
其中，各类元件名称与代号对应表1：
表1
序号 名称 规格 备注
QF 空气开关 75A 总电源通断
KM1 交流接触器 LC1-N6510 下缸电机控制
KM2 交流接触器 LC1-N4010 上缸电机控制
KM3 交流接触器 LC1-N1810 压差电机控制
KM4 交流接触器 LC1-N4010 冷却电机控制
FR1 热继电器 LRN-353N 下缸电机过电流保护
FR2 热继电器 LRN-21N 上缸电机过电流保护
FR3 热继电器 LRN-16N 压差电机过电流保护
FR4 热继电器 LRN-353N 冷却电机过电流保护
M1 电机 15kW 下缸电机
M2 电机 7.5kW 上缸电机
M3 电机 3kW 压差电机
M4 电机 11kW 冷却电机
YV1 电磁阀 AC20V 下缸工作电磁阀
YV2 电磁阀 AC20V 上缸工作电磁阀
YV3 电磁阀 AC20V 下缸调整电磁阀
YV4 电磁阀 AC20V 上缸调整电磁阀
TC 变压器 400W AC380V变AC220V
PLC 可编程控制器 FX3GA-40MR-CM 逻辑编程，控制中心
HMI 触摸屏 GS2107-WTBD 显示液压回路状态及液压操作
SQ1 检测开关 液压站自带 液位高检测信号
SQ2 检测开关 液压站自带 液位低检测信号
SQ3 检测开关 液压站自带 下缸油压回路堵塞
SQ4 检测开关 液压站自带 上缸油压回路堵塞
SQ5 检测开关 压力机信号 压力机下行程角度信号
SQ6 检测开关 压力机信号 压力机上行程角度信号
SQ7 检测开关 压力机信号 压力机启动信号
；
PLC输入、输出定义如表2
表2
输入 功能 输出 功能
X0 液位高检测信号 Y0 下缸电机交流控制
X1 液位低检测信号 Y1 上缸电机交流控制
X2 下缸油压回路堵塞 Y2 压差电机交流控制
X3 上缸油压回路堵塞 Y3 冷却电机交流控制
X4 压力机下行程角度信号 Y4 下缸工作电磁阀YV1
X5 压力机上行程角度信号 Y5 上缸工作电磁阀YV2
X6 压力机启动信号 Y6 下缸工作电磁阀YV3
X7 下缸电机过电流保护 Y7 上缸工作电磁阀YV4
X10 上缸电机过电流保护 Y10 下缸调整电磁阀
X11 压差电机过电流保护 Y11 上缸调整电磁阀
X12 冷却电机过电流保护
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
如图1-2所示的一种双缸液压顶出控制系统，包括：
主电路单元：三相380V、50Hz动力电源经空气开关QF保护，分别接至四只交流接触器触点KM1-1、KM2-1、KM3-1、KM4-1上端，交流接触器KM1-1、KM2-1、KM3-1、KM4-1下端与热继电器FR1、FR2、FR3、FR4相连，经热继电器FR1、FR2、FR3、FR4过电流保护，再分别接至四台电机，分别为下缸电机M1、上缸电机M2、压差电机M3、冷却电机M4；
控制回路：三相380V、50Hz动力电源取二相接入变压器TC，输出AC220V交流控制电源，接至PLC电源端子，压力机角度、液位检测、回路堵塞输入信号引至可编程控制器输入端；可编程控制器输出端经交流接触器KM1-4至电机，可编程控制器输出端至电磁阀YV1-YV6，可编程控制器RS485通讯模块至连线接口。
一种双缸液压顶出控制方法，包括以下步骤：
1）压力机启动信号SQ7接通后，经可编程控制器程序编程，交流接触器KM1、交流接触器KM2与交流接触器KM4接通；KM1接通后，下缸电机M1运转，下缸油箱内有压力；KM2接通后，上缸电机M2运转，上缸油箱内有压力；KM4接通后，冷却电机M4运转，油脂冷却循环开始。
2）下行程一次调节；压力机下行程角度信号SQ5接通后，经可编程控制器程序编程，下缸工作电磁阀YV1与上缸工作电磁阀YV2通电工作；因下缸电机M1与上缸电机M2运转，箱内有油压，所以下缸工作电磁阀YV1与上缸工作电磁阀YV2接通后，通过油压让下缸体、与上缸体顶出，进行精调节；
3）下行程保压；当压力机下行程角度信号SQ5断开后，角度断开信号可转化成下行程位置信号，对应的断开触发位置为下行总行程的80%-90%，经可编程控制器程序编程，下缸工作电磁阀YV1与上缸工作电磁阀YV2断电停止工作（压力机下行程角度信号SQ5接通与断开也可通过手动调整，确保在上、下模具闭合前完成顶出行程），通过压力机的下死点位置的闭合冲压，下、上缸配合模具对工件进行保压加工；
4）上行程调节；因压力机的闭合冲压，会导致下、上缸的退回，在经过下死点位置闭合冲压后，压力机上行程角度信号SQ6接通，经可编程控制器程序编程，下缸工作电磁阀YV3与上缸工作电磁阀YV4通电再次工作，下缸体、与上缸体顶出，进行粗调节；
5）下行程二次调节；压力机上行完成后，下行程角度信号SQ5再次接通后，经可编程控制器程序编程，下缸工作电磁阀YV3与上缸工作电磁阀YV4断电停止工作，下缸工作电磁阀YV1与上缸工作电磁阀YV2通电工作；因下缸电机M1与上缸电机M2运转，箱内有油压，所以下缸工作电磁阀YV1与上缸工作电磁阀YV2接通后，通过油压让下缸体、与上缸体顶出，再次进行精调节，如此循环。
本发明控制方法还具有调压模式，包括下、上缸油压设定和下、上油压卸荷；分别为：
下、上缸油压设定：液压顶出有两只缸，分为上缸与下缸，根据客户加工工件的需求，需要对上缸与下缸分别进行油压压力的调整；当需要设定上、下缸油压时，先在触摸屏中进行“压差调整”按钮点击，经可编程控制器程序编程，交流接触器KM3接通；KM3接通后，压差电机M3运转，油压调整回路有压力，再通过手动阀，结合压力表分别进行上、下缸油压调整。调整结束后，将触摸屏中“压差调整”按钮再次点击，断开交流接触器KM3，压差电机M3停止运转。
下、上油压卸荷：当液压顶出上缸与下缸发生故障，此时需要将上缸与下缸油压进行卸荷操作，以保证检修时油缸与油路内无压力。先在触摸屏中进行“手动卸荷”按钮点击，经可编程控制器程序编程，下缸调整电磁阀YV5与上缸调整电磁阀YV6接通，将油缸与油路内油压卸到油箱内，确保检修工作正常开展，避免油脂外泄，保护操作者安全。当检修结束后，再按下触摸屏中“手动卸荷”按钮，下缸调整电磁阀YV5与上缸调整电磁阀YV6自动断开。
本发明具备以下优点：
（1）调试时下、上缸油压设定，点击触摸屏中“压差调整”按钮，压差电机M3工作，此时会停止下缸电机M1与上缸电机M2工作或不能启动工作，确保手动精准调整下、上缸油路压力，避免下缸电机M1与上缸电机M2电机运转产生的油压，具有互锁操作。
（2）调试时下、上油压卸荷操作，点击触摸屏中“手动卸荷”按钮，此时会先停止下缸电机M1与上缸电机M2工作或不能启动工作，再停止下缸工作电磁阀YV1与上缸工作电磁阀YV2，然后再接通下缸调整电磁阀YV5与上缸调整电磁阀YV6，避免一边卸荷一边补充油压；
（3）液位高、低限位检测（SQ1、SQ2），当油箱内油脂低于低限位或高于高限位，经过检测开关接通，将采集信号引至可编程控制器输入端，经可编程控制器程序编程，将信号保持，停止液压站所有电机工作，并在触摸屏中显示报警，提示操作者进行检修，然后点击触摸屏中“复位”按钮操作，解除故障。
（4）油压回路堵塞（SQ3、SQ4），液压站油箱至油缸回路中具有堵塞报警装置，当油脂内杂质过多，堵塞报警装置检测开关接通，将采集信号引至可编程控制器输入端，经可编程控制器程序编程，将信号保持，不停止液压站所有电机工作，只在触摸屏中显示报警，提示操作者进行清理，然后点击触摸屏中“复位”按钮操作，解除故障。
（5）下缸电机M1与上缸电机M2启动时，如直接让下缸工作电磁阀YV1与上缸工作电磁阀YV2通电工作，带载启动，导致电机电流过大，引起热继电器跳电保护。对此进行了延时启动电磁阀的控制，在下缸电机M1与上缸电机M2启动10秒后，再让下缸工作电磁阀YV1与上缸工作电磁阀YV2通电工作，实现平稳工作，避免刚启动时频率跳电保护。
（6）预留有RS485通讯接口，压力机与液压站通过RS485通讯协议进行数据交换，当液压站检测到液位高、液位低、电机停止等信号，传递给压力机控制可编程控制器，控制压力机停机操作，避免因液压站不工作，压力机单独冲压时，导致工作报废，增加成本。
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)

1.一种双缸液压顶出控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）启动电机；当检测单元检测到启动信号，将其发送给控制单元，控制单元通过动作单元控制上缸电机、下缸电机工作，使得上缸油箱和下缸油箱内产生油压，顶出上缸与下缸；
2）下行程调节；当检测单元检测到压力机滑块下行程时，将其发送给控制单元，控制单元输出控制信号，通过动作单元调节上缸油箱和下缸油箱内的油压，精确确定上缸与下缸顶出的位置；
3）下行程保压；当检测到压力机滑块接近下死点时，将其发送给控制单元，控制单元输出控制信号，通过动作单元控制上缸油箱和下缸油箱内油压处于保压状态；
4）上行程调节；当检测单元检测到压力机滑块上行程时，将其发送给控制单元，控制单元输出控制信号，通过动作单元调节上缸油箱和下缸油箱内的油压，确定上缸与下缸顶出的位置；
5）循环步骤2-4；
所述控制单元选用PLC；所述检测单元包括连接在压力机转轴上的角度检测传感器以及与其配合的触发开关，触发开关连接在PLC上；所述动作单元包括交流接触器和电磁阀，交流接触器用以控制上缸电机、下缸电机，电磁阀用以控制上缸油箱与下缸油箱内的油压；所述PLC上还连接有触摸屏，用以输入信号。
2.根据权利要求1所述的一种双缸液压顶出控制方法，其特征在于，步骤1）与步骤2）之间还包括压力调整步骤，输入信号给控制单元，通过动作单元对上缸油箱与下缸油箱分别进行油压压差调整。
3.根据权利要求1所述的一种双缸液压顶出控制方法，其特征在于，步骤1）到步骤5）过程，当油压顶出上缸和下缸发生故障，输入信号给控制单元，通过动作单元对上缸油箱和下缸油箱进行卸荷处理。
4.根据权利要求1所述的一种双缸液压顶出控制方法，其特征在于，步骤3）下行程保压时，接近下死点的触发位置为下行总行程的80%-90%。
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