CN203304442U - 一种板翅式换热器翅片数控成形机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种板翅式换热器翅片数控成形机，包括上主轴(4)，下主轴(12)，上主轴(4)上安装有上凸轮(6)，上凸轮(6)下方安装有能被上凸轮(6)推动做上下往复运动的上滚轮(7)；下主轴(12)上安装有下凸轮(16)，下凸轮(16)下方安装有能被下凸轮(16)推动做上下往复运动的下滚轮(17)，上主轴(4)和下主轴(12)由动力机构驱动转动，其特征在于：动力机构为主轴伺服电机(1)，主轴伺服电机(1)与上减速机(2)直连，再通过可伸缩连接轴(10)与下减速机(11)连接；上减速机(2)输出轴与上主轴(4)通过梅花形弹性联轴器(3)连接，下减速机(11)输出轴与下主轴(12)连接，主轴伺服电机(1)与主轴伺服驱动器相连，主轴伺服驱动器与PLC控制器相连。本实用新型实现了板翅式换热器翅片成形机的全数控。

Description

一种板翅式换热器翅片数控成形机

技术领域

本实用新型涉及一种板翅式换热器翅片数控成形机，主要用于空分设备、化学工业、工程机械、煤制油、煤制气、汽车等行业中板翅式换热器翅片的成形。

背景技术

翅片是换热器的重要核心部件。翅片可分为平直型、锯齿型、波纹型这三种基本类型，占整个换热器体积的80%以上，翅片的精度直接影响着板翅式换热器的换热效率及可靠、安全性能。

目前翅片成形机的动力机构采用的三相电机，三相电机在低速运行中转矩不够容易影响冲床加工质量的问题；并且三相电机运行中噪音过大，点动状态下不能修改速度，高速下运转不稳定，三相电机出故障后变频器没有报警输出。

另外，现有的翅片成形机，控制精度不高，无法消除因为机械系统而造成的机械误差，节距调整速度较慢。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种板翅式换热器翅片数控成形机，能实现翅片成型机的全数控。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：该板翅式换热器翅片数控成形机，包括上主轴，下主轴，上主轴上安装有上凸轮座，上凸轮座上安装有上凸轮，上凸轮下方安装有能被上凸轮推动做上下往复运动的上滚轮，上滚轮通过上滚轮轴固定在上滚轮轴支座上，上滚轮轴支座与上模板固定；下主轴上安装有下凸轮，下凸轮下方安装有能被下凸轮推动做上下往复运动的下滚轮，下滚轮通过下滚轮轴固定在下滚轮轴支座上，下滚轮轴支座与下模板固定，所述上主轴和下主轴由动力机构驱动转动，其特征在于：所述动力机构为主轴伺服电机，主轴伺服电机与上减速机直连，再通过可伸缩连接轴与下减速机连接；上减速机输出轴与上主轴通过梅花形弹性联轴器连接，下减速机输出轴与下主轴连接，主轴伺服电机与主轴伺服驱动器相连，主轴伺服驱动器与PLC控制器相连。

作为改进，本实用新型提供的数控翅片成形机还包括与PLC控制器连接的触摸屏。

再改进，所述下模板下方设置有节距调节系统，该节距调节系统包括：与所述PLC控制器连接的节距伺服驱动器，与节距伺服驱动器的输出端连接的节距伺服电机，与节距伺服电机的输出轴连接的传动减速机构，与传动减速机构的输出轴连接的送料节距凸轮，与送料节距凸轮通过复位弹簧相连的导杆，第一端与导杆连接的摆杆，与摆杆第二端连接的拨料杆，能在拨料杆推动下相对下模板做横向往复移动的下模安装板。

通过PLC控制器控制节距伺服驱动器，继而控制节距伺服电机，控制精度高，可以实现节距的准确调节；

再改进，所述节距调节系统还包括用于检测节距绝对位移的光栅尺，该光栅尺设置在下模板上，该光栅尺与PLC控制器连接。增加光栅尺，可形成闭环检测系统，可以有效的提高行走精度，全闭环控制系统将光栅尺信号作为输入信号，通过节距伺服驱动器，有效的消除机械误差，提高准确度。相比现有技术，省去了半闭环控制中手动调节环节，节距调整速度明显加快。

再改进，所述上模板上方设置有翅高调节系统，该翅高调节系统包括：液压缸，与液压缸输出端相连的上座，上凸轮座固定在该上座上，安装在上座上的翅高伺服电机，与所述PLC控制器连接的翅高伺服驱动器，翅高伺服驱动器的输出端与翅高伺服电机相连，与翅高伺服电机输出端相连的传动链轮，套设在传动链轮上的链条，与链条连接的限位螺母，限位螺母固定在上座上。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：将传统主要用于数控系统的伺服电机用于PLC控制，从而实现了翅片成形机的全数字控制，解决了普通三相电机在低速运行中转矩不够从而影响冲床加工质量的问题；解决了原先交流三相电机运行中噪音过大的问题；解决了在点动状态下不能修改速度的问题；解决了在高速下运转不稳定的问题；解决了原先三相电机出故障后变频器没有报警输出的问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例中数控翅片成形机的总装图(进料方向视角)；

图2为本实用新型实施例中数控翅片成形机的主驱动示意图(进料方向视角)；

图3为本实用新型实施例中送料系统的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中翅高调节系统的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中节距调节系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1、2、3所示的板翅式换热器翅片数控成形机，包括上模板60，下模板50，主轴伺服电机1，带有触摸屏的控制盒(图中未示出)，设置在控制盒内的PLC控制器，触摸屏与PLC控制器连接；上模板60上方设置有包括上主轴4，上主轴4上安装有上凸轮座5，上凸轮座5上安装有上凸轮6，上凸轮6下方安装有能被上凸轮6推动做上下往复运动的上滚轮7，上滚轮7通过上滚轮轴8固定在上滚轮轴支座9上，上滚轮轴支座9与上模板60固定；下模板50下方设置有下主轴12，上安装有下凸轮16，下凸轮16下方安装有能被下凸轮16推动做上下往复运动的下滚轮17，下滚轮17通过下滚轮轴18固定在下滚轮轴支座19上，下滚轮轴支座19与下模板50固定，所述上主轴4和下主轴12由主轴伺服电机1驱动转动，具体的，主轴伺服电机1与上减速机2直连，再通过可伸缩连接轴10与下减速机11连接；上减速机2输出轴与上主轴4通过梅花形弹性联轴器3连接，下减速机11输出轴与下主轴12连接，主轴伺服电机1与主轴伺服驱动器相连，主轴伺服驱动器与PLC控制器相连。

所述下模板50下方设置有节距调节系统，该节距调节系统包括：与所述PLC控制器连接的节距伺服驱动器，与节距伺服驱动器的输出端连接的节距伺服电机21，与节距伺服电机21的输出轴连接的传动减速机构23，与传动减速机构23的输出轴连接的送料节距凸轮13，与送料节距凸轮13通过复位弹簧54相连的导杆53，第一端与导杆53连接的摆杆26，与摆杆26第二端连接的拨料杆30，能在拨料杆30推动下相对下模板50做横向往复移动的下模安装板59，安装在下模板50上的用于检测节距绝对位移的光栅尺49，该光栅尺49与PLC控制器连接，参见图5所示。

所述上模板60上方设置有翅高调节系统，该翅高调节系统包括：液压缸47，与液压缸47输出端相连的上座43，上凸轮座5固定在该上座43上，安装在上座43上的翅高伺服电机31，与所述PLC控制器连接的翅高伺服驱动器，翅高伺服驱动器的输出端与翅高伺服电机31相连，与翅高伺服电机31输出端相连的传动链轮35，套设在传动链轮35上的链条36，与链条36连接的限位螺母42，限位螺母42固定在上座43上，参见图4所示。

本实施例中的翅片成形机的控制部分采用PLC控制器，以模拟电压(0V~10v)信号实现对主伺服电机的电机转速（0~1000R/MIN）控制，并且通过比例为10：1的减速机控制主轴转速（0~100R/min），以脉冲控制方式用于对节距调节系统和翅高调节系统，将传统主要用于数控系统的伺服电机用于翅片成形机，从而实现了翅片成形机的全数字控制。

接通电源后，如果主轴伺服驱动器出现报警信号，PLC控制器查找问题，问题处理完成后，通过触摸屏发出节报警复位动作，PLC控制器相应的发出主轴伺服报警复位信号，报警复位。在主轴伺服驱动器没有错误报警信号的情况下，主轴伺服开启信号导通准备，开启后，PLC控制器发给主伺服驱动器控制信号，使主轴伺服电机自动启动输出信号指令。同时，根据触摸屏输入的转速设定，通过PLC控制器的D/A转换模块，以模拟电压(0~10v)信号通过伺服驱动器控制主轴伺服电机转动，与之连接的上下减速机以10:1的转速比例带动其连接的上下主轴同时转动，上主轴上安装的凸轮6推动滚轮7做上下往复运动，下主轴上安装的凸轮16推动滚轮17做上下往复运动。采用伺服电机解决了普通三相电机在低速运行中转矩不够从而影响冲床加工质量的问题；还解决了原先交流三相电机运行中噪音过大的问题；还解决了在点动状态下不能修改速度的问题；还解决了在高速下运转不稳定的问题；还解决了原先三相电机出故障后变频器没有报警输出的问题。

在节距调节过程中，如果节距伺服驱动器出现报警信号，问题处理完成后，通过触摸屏发出节距伺服报警复位动作，PLC控制器相应的发出距伺服报警复位信号，报警复位。在没有伺服驱动器报警的情况下，PLC控制器发出伺服放大器电源信号和节距伺服son信号，在接收到触摸屏输入的节距距离和动作速度信号后，PLC控制器发出相应的节距伺服电机方向信号和节距伺服电机脉冲信号，节距伺服驱动器根据脉冲数量和脉冲频率分别控制节距伺服电机21的转动圈数和转动速度从而确定节距宽度和调节速度。增加光栅尺的闭环检测系统，可以有效的提高行走精度。根据节距伺服驱动器的控制指令，节距伺服电机21带动传动减速机构23旋转，在送料节距凸轮13曲线的变化和复位弹簧54的作用下，导杆53作往复左右移动，从而带动摆杆26摆动，进而拉动拨料杆30推动下模安装板59相对下模板50横向往复移动。此处，采用解决调节系统采用伺服控制，精度高，可以实现节距的准确调节；此前的半闭环结构无法消除因为机械系统而造成的机械误差，全闭环控制系统将光栅尺信号作为输入信号，通过驱动器，有效的消除机械误差，提高准确度；省去了半闭环控制中手动调节环节，节距调整速度明显加快。

在翅高调节过程中，如果翅高伺服驱动器出现报警信号，问题处理完成后，通过触摸屏发出节距伺服报警复位动作，PLC控制器相应的发出翅高伺服报警复位信号，报警复位。在没有翅高伺服驱动器报警的情况下，压力油接通件液压缸47上腔，使上凸轮座5随上座43提起，同时驱动电机31，上减速箱组件2也随之提起，可伸缩连接轴10被拉伸。PLC控制器的伺服放大器电源信号和翅高伺服son信号开启保持，接收到触摸屏输入的翅高距离和动作速度信号后，PLC控制器发出相应的翅高伺服电机方向信号和翅高伺服电机脉冲信号，伺服驱动器控制电机31转动，在传动链轮35和链条36的作用下，根据方向信号和脉冲信号，伺服电机31带动限位螺母42旋转调整完高度参数后，通过油路控制系统使得上凸轮座5随上座43一起向下运动，上座43和限位螺母42紧密压合，并保持油压，从而实现闭合高度的精确调整。（冲翅速度可以设定，进行工作时一般不再改动）。本实施例的翅高调节系统可适应不同闭合高度的模具安装；有效实现翅片高度调整。

Claims (5)

1.一种板翅式换热器翅片数控成形机，包括上主轴(4)，下主轴(12)，上主轴(4)上安装有上凸轮座(5)，上凸轮座(5)上安装有上凸轮(6)，上凸轮(6)下方安装有能被上凸轮(6)推动做上下往复运动的上滚轮(7)，上滚轮(7)通过上滚轮轴(8)固定在上滚轮轴支座(9)上，上滚轮轴支座(9)与上模板(60)固定；下主轴(12)上安装有下凸轮(16)，下凸轮(16)下方安装有能被下凸轮(16)推动做上下往复运动的下滚轮(17)，下滚轮(17)通过下滚轮轴(18)固定在下滚轮轴支座(19)上，下滚轮轴支座(19)与下模板(50)固定，所述上主轴(4)和下主轴(12)由动力机构驱动转动，其特征在于：所述动力机构为主轴伺服电机(1)，主轴伺服电机(1)与上减速机(2)直连，再通过可伸缩连接轴(10)与下减速机(11)连接；上减速机(2)输出轴与上主轴(4)通过梅花形弹性联轴器(3)连接，下减速机(11)输出轴与下主轴(12)连接，主轴伺服电机(1)与主轴伺服驱动器相连，主轴伺服驱动器与PLC控制器相连。

2.根据权利要求1所述的板翅式换热器翅片数控成形机，其特征在于：还包括与PLC控制器连接的触摸屏。

3.根据权利要求1所述的板翅式换热器翅片数控成形机，其特征在于：所述下模板(50)下方设置有节距调节系统，该节距调节系统包括：与所述PLC控制器连接的节距伺服驱动器，与节距伺服驱动器的输出端连接的节距伺服电机(21)，与节距伺服电机(21)的输出轴连接的传动减速机构(23)，与传动减速机构(23)的输出轴连接的送料节距凸轮(13)，与送料节距凸轮(13)通过复位弹簧(54)相连的导杆(53)，第一端与导杆(53)连接的摆杆(26)，与摆杆(26)第二端连接的拨料杆(30)，能在拨料杆(30)推动下相对下模板(50)做横向往复移动的下模安装板(59)。

4.根据权利要求3所述的板翅式换热器翅片数控成形机，其特征在于：所述节距调节系统还包括用于检测节距绝对位移的光栅尺(49)，该光栅尺(49)设置在下模板(50)上，该光栅尺(49)与PLC控制器连接。

5.根据权利要求1所述的板翅式换热器翅片数控成形机，其特征在于：所述上模板(60)上方设置有翅高调节系统，该翅高调节系统包括：液压缸(47)，与液压缸(47)输出端相连的上座(43)，上凸轮座(5)固定在该上座(43)上，安装在上座(43)上的翅高伺服电机(31)，与所述PLC控制器连接的翅高伺服驱动器，翅高伺服驱动器的输出端与翅高伺服电机(31)相连，与翅高伺服电机(31)输出端相连的传动链轮(35)，套设在传动链轮(35)上的链条(36)，与链条(36)连接的限位螺母(42)，限位螺母(42)固定在上座(43)上。

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