CN208866328U - 一种智能螺旋压力机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能螺旋压力机，机身、制动装置、驱动电机、飞轮、横梁、螺杆、螺母、滑块、模具安装台、润滑系统、磁尺、磁头和智能控制系统，所述智能控制系统包括显示屏、参数设置面板、PLC控制器、与PLC控制器连接的工控机；所述滑块上安装有碰撞传感器，所述机身的一侧支柱上设置有置于所述滑块总行程上端的上限位开关；所述碰撞传感器、所述上限位开关均与所述PLC控制器相连，所述显示屏、所述参数设置面板均于所述工控机相连；本实用新型伺服直驱电机的速度和位置可任意调节，可任意设置打击能量、打击次数，设备的工艺适应性扩大，能够进行打击能量和次数的记忆，有工件一键多次打击功能，自动化和智能化程度提高，生产效率提高。

Description

一种智能螺旋压力机

技术领域

本实用新型涉及锻压设备技术领域，尤其涉及一种智能螺旋压力机。

背景技术

随着国家对节能减排政策的实施，传统、老式螺旋压力机在工作过程中电机连续运转，能耗高，有效电能利用率低，违背了国家政策要求；电动螺旋压力机的电机间歇运转，无需连续满负荷工作，有效节约电能，符合了国家对工业产品提出的降低能耗、节约能源的发展要求，市场占有率逐年上升，在我国汽车工业、高铁机车、航空航天等支柱产业领域广泛使用；可根据锻件成形工艺，精确设置打击力和能量，锻件成形精度高，是一种新型的、通用的模锻设备；螺旋压力机按动力形式分类，目前国内有摩擦压力机、离合器式(高能)螺旋压力机和电动螺旋压力机三种类型；摩擦压力机是电机通过摩擦盘和操纵缸而改变飞轮旋转方向的螺旋压力机；离合器式螺旋压力机是通过离合器和回程缸改变滑块运行方向；电动螺旋压力机是电机直接改变飞轮旋转方向的螺旋压力机。

目前国内电动螺旋压力机有开关磁阻电机驱动和交流异步电机变频驱动系统两种主要方案，由于这两种电机及驱动方式存在固有缺陷，虽然电动螺旋压力机在提高性能及可靠性方面取得了很大进步，但离用户高柔性、高精度、高可靠、智能化的要求相差很远。

实用新型内容

为克服现有技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种具有易于操作、便于智能控制的螺旋压力机。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种智能螺旋压力机，机身、制动装置、驱动电机、飞轮、横梁、螺杆、螺母、滑块、模具安装台、润滑系统、设置于机身上磁尺、与磁尺匹配的磁头和智能控制系统，所述智能控制系统包括显示屏、参数设置面板、PLC控制器、与PLC控制器连接的工控机；所述滑块上安装有碰撞传感器，所述机身的一侧支柱上设置有置于所述滑块总行程上端的上限位开关；所述碰撞传感器、所述上限位开关均与所述PLC控制器相连，所述显示屏、所述参数设置面板均于所述工控机相连。

进一步的，所述驱动电机为伺服直驱电动机，伺服直驱电动机由伺服控制器驱动。

进一步的，所述制动装置安装在飞轮的边缘，所述制动装置的数量为2个，所述制动装置对称设置于飞轮的两侧。

进一步的，显示屏、所述参数设置面板、所述工控机和所述PLC控制器设置于智能控制柜上。

进一步的，所述工控机内设置有用于存储不同工件工艺方案流程的存储器。

进一步的，所述工控机包括信号采集处理模块和显示输入模块；所述信号采集处理模块连接PLC控制器，所述显示输入模块分别连接信号采集处理模块、参数设置面板和显示屏，所述显示输入模块接收并显示信号采集处理模块传输的滑块实时位移和实时速度、打击力和打击次数、工艺方案、工作模式、设备运行状态。

进一步的，所述智能控制系统还包括一键操作面板，所述一键操作面板设置于机身的一侧，所述一键操作面板上设有紧急停止按钮，所述一键操作面板与所述PLC控制器相连。

进一步的，所述一键操作面板上还设置有复位按钮、工作按钮、上升按钮、下降按钮和自动/手动工作旋钮。

进一步的，所述模具安装台内部还设置有用于将铸件顶出模具的顶出机构，所述顶出机构与智能控制系统连接。

进一步的，所述一键操作面板上设置有顶出按钮。

本实用新型的工作流程如下：

PLC控制器发出打击指令后，制动装置松开飞轮，同时启动驱动电机以最大扭矩旋转加速，飞轮和螺杆由电机直接驱动，带动滑块下行，磁头实时检测滑块的速度和位置，当滑块速度达到所设定能量的目标值时，驱动电机速度保持恒定，随后锻造成形；上下模完全打靠、碰撞传感器发出碰撞信号时，驱动电机反转，滑块回程，同时顶出机构动作，延时一段时间后退回；当滑块回程到一定高度时，驱动电机转入能耗制动，接近上限位开关时，滑块速度接近于零，制动装置动作刹车，使滑块静止在上死点。

本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型以交流伺服电动机为动力，不但可以保持机械驱动的种种优点，而且改变了其工作特性不可调的缺点，使机械驱动的成形装备也具有了柔性化和智能化的特点，工作性能和工艺适应性大大提高；伺服直驱电机的转子直接连接螺杆飞轮，没有中间传动机构，克服传统传动系统的固有缺陷，大幅提高系统的传动效率，提高能源利用率；本实用新型伺服直驱电机的速度和位置可任意调节，可任意设置打击能量、打击次数，设备的工艺适应性扩大，能够进行打击能量和次数的记忆，从而实现工件一键多次打击功能，自动化和智能化程度提高，生产效率提高。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型一个实施例的智能螺旋压力机的结构示意图。

图2为本实用新型一个实施例的智能螺旋压力机的结构示意框图。

图3为本实用新型一个实施例的一键操作面板的布置示意图。

图中：机身1、制动装置2、驱动电机3、飞轮4、横梁5、螺杆6、螺母7、滑块8、一键操作面板9、模具安装台10、顶出机构11、磁尺12、磁头13、碰撞传感器14、显示屏15、参数设置面板16、PLC控制器17、上限位开关18、工控机19、紧急停止按钮20、自动/手动工作旋钮21、复位按钮22、工作按钮23、下降按钮24、上升按钮25、润滑系统26。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步的说明。

实施例1

如图1所示，一种智能螺旋压力机，机身1、制动装置2、驱动电机3、飞轮4、横梁5、螺杆6、螺母7、滑块8、模具安装台10、润滑系统26、设置于机身1上磁尺12、与磁尺匹配的磁头13和智能控制系统，智能控制系统包括显示屏15、参数设置面板16、PLC控制器17、与PLC控制器连接的工控机19；滑块8上安装有碰撞传感器14，机身1的一侧支柱上设置有置于滑块8总行程上端的上限位开关18；碰撞传感器14、上限位开关18均与PLC控制器17相连，显示屏15、参数设置面板16均于工控机19相连。

实施例2

如图1、图2、图3所示，一种智能螺旋压力机，机身1、制动装置2、驱动电机3、飞轮4、横梁5、螺杆6、螺母7、滑块8、模具安装台10、润滑系统26、设置于机身1上磁尺12、与磁尺匹配的磁头13和智能控制系统，智能控制系统包括显示屏15、参数设置面板16、PLC控制器17、与PLC控制器连接的工控机19，智能控制系统运行时，通过磁头13检测滑块位移，并判断各开关信号的状态，据此发出一系列控制指令，满足各种操作要求；滑块8上安装有碰撞传感器14，机身1的一侧支柱上设置有置于滑块8总行程上端的上限位开关18；碰撞传感器14、上限位开关18均与PLC控制器17相连，显示屏15、参数设置面板16均于工控机19相连；显示屏15、参数设置面板16、工控机19和PLC控制器17设置于智能控制柜上，显示屏15负责数据的显示，参数设置面板16用于的参数设置；也可以用触摸屏替代显示屏和参数设置面板的功能。

滑块8采用多档减速控制方式在完成打击工作后以速度状态回到原位点，设计驱动电机3速度与滑块8位置的速度控制曲线，速度控制曲线将原位点到打击点的滑块位置划分为多段，每段滑块位置设置驱动电机3的速度，驱动电机3的速度随着滑块8位置靠近原位点递减至零；滑块8的位置通过磁头13实时获取，滑块8到达打击点，碰撞传感器14发出碰撞信号时，驱动电机3反转，滑块回程，滑块8接近上限位开关18制动装置动作刹车，使滑块8静止在上死点；。

优选的，驱动电机3为伺服直驱电动机；优选的，伺服直驱电动机为带位移编码器交流永磁同步直驱伺服电机，可矢量闭环控制；伺服直驱电机转子直接与飞轮4连接，电机扭矩直接传递给飞轮4，传动系统简化到极致，实现零传动，设备更坚固、更可靠、便于维修，传动效率高；采用矢量控制电机调速技术，采用旋转变压器作为反馈信号，对伺服直驱电动机的磁通和转矩分别进行控制，由于伺服系统为闭环系统，速度控制精度更高，从而能量控制更加精确，速度控制精度更高，从而能量控制更加精确；另外，在运行过程中可限制最大电流，从而避免电流峰值过高引起电机严重发热。

如图1所示，优选的，制动装置2安装在飞轮4的边缘，制动装置2的数量为2个，制动装置2对称设置于飞轮4的两侧；同步伺服直驱电机直接驱动螺杆6，螺杆6与螺母7螺纹配合，将螺杆6的回转运动转换成螺母7与滑块的往复直线运动，同时传递能量和力；制动装置2的制动块由弹簧力作用压紧飞轮4，防止其在断电情况下转动；伺服直驱电动机带有旋转编码器检测转子的位置和转速，也用来检测飞轮速度或滑块位移。

优选的，工控机19内设置有用于存储不同工件工艺方案流程的存储器；工控机19包括信号采集处理模块和显示输入模块；信号采集处理模块连接PLC控制器17，PLC控制器17向信号采集处理模块传输磁头13采集的AB相脉冲信号、碰撞传感器14的撞击信号，信号采集处理模块根据AB相脉冲信号得到滑块8的实时位移和实时速度，并根据滑块8的实时速度得到打击力；显示输入模块分别连接信号采集处理模块、参数设置面板16和显示屏15，显示输入模块接收并显示信号采集处理模块传输的滑块8实时位移和实时速度、打击力和打击次数、工艺方案、工作模式、设备运行状态；工艺方案是指对于某种工件一定打击力和打击次数的整体过程，工艺方案经由参数设置面板16输入的参数进行调整，也可经由其他工艺方案拆解或组合而成，工控机19将不同的工艺方案存储以供PLC控制器17调用；工作模式指的是手动模式或自动模式，手动模式在用户有键后才会进行下一步的动作。

如图1、图2、图3所示，智能控制系统还包括一键操作面板9，一键操作面板9设置于机身1的一侧，一键操作面板9上设有紧急停止按钮20，一键操作面板9与PLC控制器17相连；优选的，一键操作面板9上还设置有复位按钮22、工作按钮23、上升按钮25、下降按钮24和自动/手动工作旋钮21；在自动工作模式下，按下工作按钮23，滑块8完成一个工艺方案的动作，在手动工作模式下，按下工作按钮23.滑块只进行一步打击动作。

如图1、图2所示，优选的，模具安装台10内部还设置有用于将铸件顶出模具的顶出机构11，顶出机构11与智能控制系统连接，相应的，一键操作面板9上还设置有顶出按钮，按下顶出按钮，顶出机构11将工件从模具中顶出。

以上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，任何所属领域的普通技术人员在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等均应包含在本实用新型请求保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种智能螺旋压力机，机身(1)、制动装置(2)、驱动电机(3)、飞轮(4)、横梁(5)、螺杆(6)、螺母(7)、滑块(8)、模具安装台(10)、润滑系统(26)、设置于机身(1)上磁尺(12)、与磁尺匹配的磁头(13)和智能控制系统，其特征在于：所述智能控制系统包括显示屏(15)、参数设置面板(16)、PLC控制器(17)、与PLC控制器连接的工控机(19)；所述滑块(8)上安装有碰撞传感器(14)，所述机身(1)的一侧支柱上设置有置于所述滑块(8)总行程上端的上限位开关(18)；所述碰撞传感器(14)、所述上限位开关(18)均与所述PLC控制器(17)相连，所述显示屏(15)、所述参数设置面板(16)均于所述工控机(19)相连。

2.根据权利要求1所述的一种智能螺旋压力机，其特征在于：所述驱动电机(3)为伺服直驱电动机。

3.根据权利要求2所述的一种智能螺旋压力机，其特征在于：所述制动装置(2)安装在飞轮(4)的边缘，所述制动装置(2)的数量为2个，所述制动装置(2)对称设置于飞轮(4)的两侧。

4.根据权利要求1所述的一种智能螺旋压力机，其特征在于：所述显示屏(15)、所述参数设置面板(16)、所述工控机(19)和所述PLC控制器(17)设置于智能控制柜上。

5.根据权利要求1所述的一种智能螺旋压力机，其特征在于：所述工控机(19)内设置有用于存储不同工件工艺方案流程的存储器。

6.根据权利要求1所述的一种智能螺旋压力机，其特征在于：所述工控机(19)包括信号采集处理模块和显示输入模块；所述信号采集处理模块连接PLC控制器(17)；所述显示输入模块分别连接信号采集处理模块、参数设置面板(16)和显示屏(15)，所述显示输入模块接收并显示信号采集处理模块传输的滑块(8)实时位移和实时速度、打击力和打击次数、工艺方案、工作模式、设备运行状态。

7.根据权利要求1所述的一种智能螺旋压力机，其特征在于：所述智能控制系统还包括一键操作面板(9)，所述一键操作面板(9)设置于机身(1)的一侧，所述一键操作面板(9)上设有紧急停止按钮(20)，所述一键操作面板(9)与所述PLC控制器(17)相连。

8.根据权利要求5所述的一种智能螺旋压力机，其特征在于：所述一键操作面板(9)上还设置有复位按钮(22)、工作按钮(23)、上升按钮(25)、下降按钮(24)和自动/手动工作旋钮(21)。

9.根据权利要求1所述的一种智能螺旋压力机，其特征在于：所述模具安装台(10)内部还设置有用于将铸件顶出模具的顶出机构(11)，所述顶出机构(11)与智能控制系统连接。