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与开发 DOh 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 9 - 9 4 9 2 ． 2 0 1 2 ． 0 6 ． 0 2 9 基于 P L C的单动薄板冲压液压机研究与设计 甄 冒发 ，王成 合肥合锻机床股份有 限公 司 ， 安徽合肥 2 3 0 6 0 1 摘要 根据液压系统以及机械结构优化 的分析 ，完成了电气控制系统的软硬件设计 、仿真软件 的应用以及 P L C与触摸屏 HMI 通信 的实现 。系统 以P L C为控制 核心 ，通过对触摸 屏 HMI 界面 的设计 ，实现对液压机 的压力 、速度 和位置的控制 ， 同时利用触摸屏 友好 的人机界面 ，设计 了一套模具 存储 系统 ，提高 了机器 的柔性 化生产 ，该产 品结构 紧凑 ，操作方便 ，运行稳 定 、可靠 。 关键词 P L C；液压控制 ；触摸屏 中图分类号 T G 3 1 5 ． 4 文献标识码 A 文章 编号 1 0 0 9 9 4 9 2 2 0 1 2 1 0 60 1 0 2一o 3 De s i g n o f S i n g l e Ac t i o n Hy d r a u l i c S t a mp i n g Pr e s s Ba s e d o n PLC ZHEN Ma o - f a．W ANG Che n g He f e i Me t a l f o r mi n g Ma c h i n g T o o l L i mi t e d，He f e i 2 3 0 6 01 ，C h i n a Abs t r a c t I n t h i s p a p e r ， t h e h y d r a u l i c s y s t e m a n d t h e o p t i mi z a t i o n me c h a n i c al s t r u c t u r e i s a n a l y z e d， t h e h a r d wa r e a n d s o f t ware o f e l e c t r i c a l c o n t r o l s y s t e m i s d e s i g n e d a n d t h e a p p l i c a t i o n o f s i mu l a t i o n s o f t ware a n d t h e c o mmu n i c a t i o n o f PLC wi t h t o u c h s c r e e n i s r e ali z e d ． Th e p r e s s u r e， s p e e d a n d p o s i t i o n o f t h e h y d r a u l i c s y s t e m c a n b e c o n t r o l l e d t hr o u g h t h e t o uc h -s c r e e n i n t e rfa c e ． T he ma n u f a c t u r e fl e x i b i l i t y i s i mp r o v e d wi t h t h e s t o r a g e s y s t e m o f mo l d a n d f r i e n d l y h u ma n - ma c h i ne i n t e r f a c e， a n d t h e d e s i g n c a n me e t t h e r e q u i r e me n t o f ma n u f a c t u r e t e c h n o l o g i c a l i n r e l e v a n t i n d u s t r i e s a n d h a s t h e c h a r a c t e r i s t i c o f c o mp a c t ， e a s y t o o p e r a t e， a g i l e， r e l i a b l e ． Ke y wo r d s PL C h y d r a u l i c c o n t r o l t o u c h s c r e e n 0前言 单动薄板 冲压液压机如图 1 所示 ，其 主要性 能特点如下。 - 1 计 算 机优 化结 构 设计 ，四柱 式结 构 简 单 、经济 、实用 ；框架式结 构刚性好 、精 度高 、 抗偏载能力强。 2 液压控制采用插装式基础 系统 ，动作可 靠，使用寿命长 ，液压冲击小，减少了连接管路 与泄漏点。 3 采用P L C 控制的电气系统结构紧凑 ，工 作灵敏、可靠，柔性好n ～ 。 4 具有调整 、双手单次循环 、 带送料装置 的连续工作三种操作方式。 5 通过操作 面板选择 ，不仅可 实现定程 、 定压两种成形工艺 ，而且可实现有垫 、无垫 、顶 出三种工艺工作循环。 主要适用 于拉伸 、弯曲 、成形 、冲裁落料 、 翻边等各种冲压工艺 ，适用领域包括汽车零部件 如车身覆盖件 、制动片 、油箱 、底盘 、桥壳 、保 险杠等 ；家用 电器如洗衣机零件 、电饭锅零 件 、 收稿 日期 2 0 1 20 42 0 臣 霾 图 1 单动薄板冲压液压机 研究与 电视机零件 、冰箱零件等；厨房用具如洗涤槽 、 壶具 、不锈钢用具 、其他各种容器 ；拖拉机 、摩 托车、航天 、航空等 。 1 液压机 工作原理分 析 液 压机 工作 主要 分 为两个 模式 ，分 别 为调 整 、单 次。液压机的基本工作原理是静压传递原 理 帕斯卡原理 ，是利用液体 的压力能 ，靠静压 作用使工件 变形 。因其传递 能量 的介 质为液体 ， 故称 为液压机 。液压机 的工作原 理如 图 2 所示 ， 在充满液 体的密闭连通器里 ，一端装有面积为A 的小柱塞 ，另一端装有面积为A 。 的大柱塞 ，柱塞 和连通器之间设有密封装置，使连通器内形成一 个密 闭的空 间 。当小柱塞上施加一个外 力 时 ， 则作用在液体上的单位面积压力为p F 2 ／ A ，按 照帕斯卡原理 ，这个压力P 将传递到液体的各个 部分 ，其数值不变 ，方 向垂直于 内表面 ，因而在 连通器另一端的大柱塞上 ，作用于其表面的单位 压力P ，使大柱塞上产生 F 。 p A ， F ／ A 的向上推 动 力 图2 液压机基本工作原理 液压 机主要 由机械结构 、液压传动 、电气 控 制三大部分组成。 1 机械部分 1 机身 机身上横梁 、下横梁 、左右立柱均 采用钢板焊接箱形结构 ，通过四根拉杆连接成有 足够 的刚度和强度 的分体框架结构 ，为防止再 次 安装和工作时上 、下横梁与立柱 间的定位 ，其结 和面均有定位环定位，四根拉杆采用液压预紧方 式紧固。 2 滑块 滑块为钢板焊接箱形结构 ，滑块底 面板为整块钢板。滑块 由于采用斜楔式 四角八 面 导轨导向，调整方便，调整精度高。 3 移动工作 台移动工作台为钢板焊接箱形 结构。移动工作台的移进、移出及落下夹紧定位 时 ，均与滑块动作联锁 。 4 油缸 液压机 主吨位 由油缸实现，油缸通 过螺母安装固定在上横梁上。 5 液压垫 液压垫为钢板焊接箱型结构 ，四 面有 导板导 向，与顶杆接触处有淬硬镶块 。液压 垫采用独立驱动 ，液压垫顶出起始点可由滑块行 程控制。液压垫可作顶出器 ， 也可作拉伸垫使用。 6 缓 冲缸 压机配备全吨位 冲裁缓冲机构 ， 冲裁缓冲作用点可调。由于成功地解决了最佳冲 裁缓冲力的自动跟踪问题 ，该装置能够几乎百分 之百地吸收冲裁过程中产生的全部能量 ，其 冲裁 脉 冲噪声 特别低 ，从而优化 了工人 的操作环境 ， 并有效地延长了压机和模具的寿命 。 2 液压部分 液压 系统采 用插 装 阀集成 系统 ，主油箱 上 置 ，主油箱布置在上梁后部 ，油泵电机组和液压 控制阀块在油箱上平面上有序排列 ，其中的主油 泵 电机 组均为立式安装 ，并设有液压油滤油器 。 设备的液压系统 中，在主阀块 的关键部位都有压 力检测点 。通过压力检测点可 以快速诊断液压机 出现的故障 ，并可监测液压机的工作状态 。 3 电气控制 电气控制系统采用 P L C可编程控制器。 根据 工 艺需要 ，由主令 控制元件 选 择开关 、按钮 等发出的指令 ，依据位移传感器、行程开关等 检测元件所测得 的信号 ，对机器的开关量进行处 理 ，驱动液压先导 阀等器件 ，实现对液压执行元 件 一 油缸的压力 、位移的控制，进而完成机器的 生产过程。 。 2液压机主缸 系统的改进 单动薄板液压机要求可实现多级压制力和足 够大的脱模力等。为使液压机有足够大的脱模 力 ，其主油缸全部设计为活塞缸结构 。而主侧油 缸在系统上可控切换使用 ，这样可实现液压机的 多级压力应用 ，满足多种板材及新材料的不同压 制工艺对多级压制力 的需要 。为 了实现多级压制 力 ，在三活塞缸上腔加一插装式单向阀，用电磁 阀来 控制该插装 阀的开关 。当该 电磁 阀失 电时 ， 阀块上腔压力油只进人 中间主缸 ，这样压机压力 为中间主缸压力 。当该电磁 阀得 电时 ，插装阀打 开 ，阀块上腔压力油既进人 中间主缸 ，也进入两 E
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