開式雙柱可傾式壓力機(jī)的PLC改造

姜 鑫

（陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院，陜西 西安 710300）

1 壓力機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析

開式雙柱可傾式壓力機(jī)，是采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作為工作機(jī)構(gòu)的一種鍛壓機(jī)械，適用于板料的沖孔、落料彎曲、線拉伸及成形等工藝過程，特別在機(jī)加工、模具制造、熱處理工藝等方面有非常重要的應(yīng)用。該機(jī)在農(nóng)業(yè)機(jī)械、電氣工業(yè)、汽車、拖拉機(jī)工業(yè)等用途較為廣泛。

最近幾年，壓力機(jī)行業(yè)發(fā)展非常迅速。開式雙柱可傾式壓力機(jī)也暴露好出不少缺陷，主要有：品種短缺嚴(yán)重；產(chǎn)品技術(shù)水平低；產(chǎn)品機(jī)械化、自動(dòng)水平低、成套性差。本文通過改造一種16t開式雙柱可傾式壓力機(jī)，集成PLC控制技術(shù)，進(jìn)一步提升設(shè)備的自動(dòng)化程度和沖壓精度，對(duì)落料、彎曲、成形切邊、拉延和沖裁等加工工序具有很高的使用價(jià)值[1]。

2 壓力機(jī)設(shè)備改造

如圖1、2所示為改造后壓力機(jī)的外部結(jié)構(gòu)圖，將原有16t開式雙柱可傾式壓力機(jī)的原有電氣控制系統(tǒng)全部拆除，將改造用PLC和接觸器、繼電器等元件安裝到電氣柜中，通過線纜將控制柜與壓力機(jī)機(jī)械主體進(jìn)行連接，所有控制過程全部在電氣柜前面的按鈕操作下完成。

圖1 改造后壓力機(jī)側(cè)視圖

圖2 改造后壓力機(jī)主視圖

經(jīng)過PLC改造后的設(shè)備代替了原有的接觸器-繼電器控制系統(tǒng)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）控制過程更加穩(wěn)定可靠，不用擔(dān)心原有的接觸器-繼電器控制系統(tǒng)由于使用時(shí)間較長出現(xiàn)的老化、失靈等現(xiàn)象。

（2）PLC的輸入輸出觸點(diǎn)較原有的接觸器-繼電器控制系統(tǒng)要多，從而減少低壓電氣元件的使用數(shù)量，節(jié)省了大量的空間，也減輕了設(shè)備的重量。

（3）利用計(jì)算機(jī)編寫PLC程序快速方便，根據(jù)零件的工藝要求可以及時(shí)調(diào)整沖壓速度、滑塊行程和閉合高度等參數(shù)，簡單可靠[2]。

3 電氣控制系統(tǒng)

圖3 壓力機(jī)電氣控制系統(tǒng)原理圖

如圖3所示為壓力機(jī)電氣控制系統(tǒng)，其工作過程為：合上閘刀開關(guān)QF1及QF2后，控制線路得電，經(jīng)過變壓器TV后分別以6V和24V的電壓輸送給電源指示燈和照明指示燈，按下按鈕SB3后，接觸器線圈KM得電，帶動(dòng)接觸器觸點(diǎn)KM閉合，電機(jī)開始旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)沖頭下行，當(dāng)沖頭行程達(dá)到最大閉合高度后，接觸到行程開關(guān)SQ，中間繼電器KA得電，帶動(dòng)KA觸點(diǎn)閉合觸發(fā)互感器C T，完成壓力成形過程，此時(shí)按下按鈕S B 1或S B 2后，壓力機(jī)斷電，設(shè)備停止工作。

4 PLC改造

經(jīng)過PLC改造后的外部接線圖如圖4所示。采用西門子S7-200型 PLC為控制中樞，CPU 226 AC/DC/RLY機(jī)型，該型號(hào)PLC共有40個(gè)輸入輸出觸點(diǎn)，完全能夠滿足對(duì)設(shè)備改造所需的觸點(diǎn)數(shù)量要求。將低壓控制電路的原理圖轉(zhuǎn)化為梯形圖程序，套用繼電器電路的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)梯形圖，采用這種方式不僅可以將復(fù)雜的電氣接線去除掉，還可有效提高整個(gè)工作系統(tǒng)的穩(wěn)定性，將電路圖中的復(fù)雜結(jié)構(gòu)化為程序語言，節(jié)省了大量人力，也不必?fù)?dān)心因長時(shí)間使用出現(xiàn)的線路老化、控制不穩(wěn)定、工作不連續(xù)等問題。通過程序編制可以實(shí)現(xiàn)多道工序的加工要求，也可根據(jù)實(shí)際需要改變行程、閉合高度和輸出壓力等，具有良好的使用價(jià)值。

圖4 PLC改造后外部接線圖

5 結(jié)語

本文對(duì)一種16t開式雙柱可傾式壓力機(jī)進(jìn)行了基于西門子PLC的自動(dòng)化改造。改造后可改變傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中電氣接線復(fù)雜、可靠性差、接入端子少、升級(jí)改造困難等諸多問題，進(jìn)一步提高設(shè)備的使用壽命和生產(chǎn)效率。利用PLC控制技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的接觸器-繼電器控制系統(tǒng)具有一定的靈活性和可操作性，有一定的應(yīng)用價(jià)值，也可根據(jù)用戶要求增加HIMI人機(jī)交換界面、組態(tài)程序、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信等內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)全過程、多工序、全工藝的自動(dòng)化連續(xù)控制。

[1] 盧蔚民，孫友松，盧懷亮.電動(dòng)螺旋壓力機(jī)的分類與結(jié)構(gòu)分析——初論摩擦壓力機(jī)改造[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2013，48（ 6） ：12-18.

[2] 董奇峰，曲桂英.J53-1000t壓力機(jī)改造[J].金屬加工（熱加工），2009，（ 3） ：51-52.