電子凸輪控制器在機(jī)械壓力機(jī)上的運(yùn)用分析

漆之光

摘 要：目前對(duì)凸輪控制器的運(yùn)用已經(jīng)從機(jī)械式過(guò)渡到電子式，并且在機(jī)械壓力機(jī)上的運(yùn)用越來(lái)越受到歡迎，電子式凸輪的運(yùn)用避免了傳統(tǒng)的機(jī)械模式的缺陷，即使對(duì)于較復(fù)雜工藝設(shè)備的生產(chǎn)，電子凸輪以其精準(zhǔn)的控制能力，優(yōu)勢(shì)明顯，對(duì)于機(jī)床的安全性有很好的保障。

關(guān)鍵詞：電子凸輪；控制器；機(jī)械；壓力；運(yùn)用

越來(lái)越多的機(jī)械設(shè)備在人們的生活范圍被廣泛的運(yùn)用，就比如機(jī)械壓力機(jī)電器控制系統(tǒng)，其重要組成部分是凸輪控制器，然而，凸輪控制器的主要作用是在機(jī)械壓力機(jī)構(gòu)的工作循環(huán)中處理工作機(jī)構(gòu)邏輯關(guān)系的，這套嚴(yán)格工作機(jī)構(gòu)主要包括動(dòng)作的順序和動(dòng)作所占用的時(shí)間，而凸輪控制器主要是用來(lái)對(duì)曲軸旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行分配并發(fā)出相應(yīng)信號(hào)，使得電控系統(tǒng)接收到信號(hào)對(duì)各工作機(jī)構(gòu)發(fā)出指令。

1 凸輪控制器

現(xiàn)在本文給大家介紹兩類凸輪控制器，其中一類是機(jī)械式的，這種機(jī)械式的凸輪控制器出現(xiàn)比較早，而又問(wèn)題重重，就比如說(shuō)其工作效率不高，主要是因?yàn)闄C(jī)械連接的安裝步驟繁瑣，它的復(fù)雜程度也是我們一般人所不能理解的，并且完成一系列工作后還要進(jìn)行相應(yīng)的維護(hù)：還有就是在操作工作中噪聲特別大，使人難忍受：而且它無(wú)法適應(yīng)不同類型的模板，最主要的是它在安裝設(shè)計(jì)階段還是機(jī)器最終完成后的可測(cè)量性很差，并且無(wú)法預(yù)測(cè)出機(jī)器的性能：這種機(jī)械式的凸輪控制器特別不適合運(yùn)用在沖壓行業(yè)生產(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品中，只要機(jī)床的速度一快，凸輪輸出就相對(duì)滯后，導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因主要是因?yàn)樗_(dá)不到工藝要求的各種精度；更麻煩的是機(jī)械凸輪一般安裝在機(jī)床頂部，很難調(diào)整角度，不僅費(fèi)時(shí)間，而且一旦誤調(diào)很容易造成機(jī)床的不安全。為了彌補(bǔ)機(jī)械式帶來(lái)的不足，就出現(xiàn)了電子凸輪，而且電子凸輪隨著國(guó)內(nèi)制造業(yè)的發(fā)展，不斷地被廣泛應(yīng)用，需求量也越來(lái)越大，更重要的是電子凸輪是目前機(jī)械壓力機(jī)上不可或缺的物件。

2 電子凸輪的應(yīng)用

2.1 電子凸輪的基本功能

電子凸輪的應(yīng)用不僅方便，而且簡(jiǎn)單，自從它代替了機(jī)械式凸輪，我們的工作效率也提高了很多?，F(xiàn)在我們就來(lái)說(shuō)說(shuō)它的操作過(guò)程，首先將壓力機(jī)上的機(jī)械凸輪及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)拆掉，隨即將電子凸輪安裝在壓力機(jī)的操作面板上，然后將曲軸與編碼器通過(guò)1：1的減速比緊密聯(lián)系在一起，將編碼器引出的電纜線連接到電子凸輪背后的插座上：伴隨著曲軸的旋轉(zhuǎn)，編碼器也開始轉(zhuǎn)動(dòng)，電子凸輪就會(huì)將接收到的編碼器脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成角度或沖程速度在顯示器上表示，我們所需要的凸輪角度范圍可在凸輪表面上任意進(jìn)行設(shè)置。現(xiàn)在給大家去一個(gè)經(jīng)典的例子，那就是南京埃斯頓PAC10電子凸輪，它的特別之處就是能提供十組獨(dú)立的輪，而且每組凸輪可進(jìn)行系統(tǒng)的輸出端子，其輸出形式有品體管輸出和繼電器輸出，我們可以根據(jù)信號(hào)需要可直接接入PLC或中間繼電器。它有很多優(yōu)點(diǎn)，使得我們直觀的看到電子凸輪顯示比，通過(guò)數(shù)碼管我們也可直觀看到角度和沖程速度，直接用按鍵在面板上設(shè)定角度，不僅簡(jiǎn)化也機(jī)床結(jié)構(gòu)，而且更方便日常檢修。它不僅實(shí)現(xiàn)了模具和送料機(jī)構(gòu)的高精度控制，而且將PAC10的角度分析率做到了0.25度。

2.2 電子凸輪能實(shí)現(xiàn)壓力機(jī)滑塊準(zhǔn)停上死點(diǎn)（上死點(diǎn)自動(dòng)補(bǔ)償功能）

我們將機(jī)械壓力機(jī)分為定速壓力機(jī)和調(diào)速壓力機(jī)，顧名思義，它們的區(qū)別在于沖速壓力的固定與調(diào)節(jié)上。定速壓力機(jī)主要采用其中一組凸輪角度對(duì)離合器進(jìn)行剎車，這種剎車停上死點(diǎn)的方式時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，就會(huì)出現(xiàn)磨損，導(dǎo)致剎車性能變差，造成滑塊停上死點(diǎn)就會(huì)出現(xiàn)偏差，給用戶帶來(lái)最大的麻煩就是經(jīng)常性調(diào)整用來(lái)剎車的凸輪角度。而若使用調(diào)速壓力機(jī)，使之停到上死點(diǎn)，通過(guò)使用機(jī)械凸輪的控制，采用開環(huán)控制的方法，用不同的馬達(dá)速度來(lái)確定剎車角度的大小。我們沒(méi)有辦法得到實(shí)際角度的反饋信號(hào)，造成很多不確定因素存在，就比如說(shuō)無(wú)法停在上死點(diǎn)，或者上死點(diǎn)角度偏差比較大，也有可能是摩擦片磨損導(dǎo)致停不準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上，我們將改用閉合控制，用電子凸輪就可以很好的解決了停上死點(diǎn)不準(zhǔn)的問(wèn)題了，而且它也不再區(qū)分定速和調(diào)速，使得停上死點(diǎn)的原理得以實(shí)現(xiàn)。通過(guò)滑塊每次的沖壓，檢測(cè)每次工作速度計(jì)算每次查車角度。同時(shí)我們通過(guò)一組專門控制離合器剎車控制信號(hào)進(jìn)行計(jì)算剎車位置的速度參數(shù)，這個(gè)速度既不是平均速度，也不是剎車位置的即時(shí)速度，而它只是剎車位置之前每個(gè)點(diǎn)的即時(shí)速度和平均速度，再通過(guò)一定算法就可以求出其參數(shù)。所以電子凸輪保證滑塊能準(zhǔn)確停上死點(diǎn)。

3 電子凸輪能夠提高機(jī)床安全性

第一，監(jiān)控離合器制動(dòng)器的性能

電子凸輪PAC10有很多功能，就比如說(shuō)實(shí)時(shí)監(jiān)視到離合器制動(dòng)器的剎車角度、剎車時(shí)的速度、判別剎車穩(wěn)定性、判別剎車性能；其系統(tǒng)不光可以記憶離合器的離合次數(shù)，而且還可判別離合器的使用頻率高低。離合器制動(dòng)器的性能好壞決定壓力機(jī)的性能和使用，是重要的功能部件，我們對(duì)于機(jī)床的維修和保養(yǎng)也是根據(jù)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行參考的。

第二，采用軟硬件措施防止機(jī)床滑塊二度墜落

我們采用軟件來(lái)防止機(jī)床滑塊的二度墜落，當(dāng)壓力機(jī)滑塊停上死點(diǎn)以后，就可以重新啟動(dòng)（及離合器吸合，滑塊下行），但在此基礎(chǔ)的前提是必須松開滑塊運(yùn)行的啟動(dòng)按鈕。為了避免長(zhǎng)時(shí)間的使用導(dǎo)致老化或者按鈕出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題造成粘接，使之發(fā)生人身安全事故。無(wú)論是機(jī)械式，還是電子式，它們都要有連接裝置的連接，如果問(wèn)題出在了連接裝置上，就會(huì)出現(xiàn)連沖的現(xiàn)象，這也是不安全的。這時(shí)，我們應(yīng)該在機(jī)床曲軸固定位置上安裝一個(gè)信號(hào)檢測(cè)點(diǎn)，通過(guò)檢測(cè)信號(hào)的反饋，將上次的信號(hào)與采集的信號(hào)進(jìn)行比較，假如出現(xiàn)偏差的話就立刻輸出停機(jī)信號(hào)，讓其停機(jī)保證人身安全。

4 結(jié)語(yǔ)

我們看到電子凸輪的出現(xiàn)不僅僅是為了代替機(jī)械凸輪，而且伴隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，電子凸輪的新功能不但提高了機(jī)床的性能、自動(dòng)化水平和安全性，而且還在不斷地向網(wǎng)絡(luò)化、智能化的方向發(fā)展，為未來(lái)創(chuàng)造一個(gè)又一個(gè)不可能的奇跡。

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（作者單位：江蘇惠民交通設(shè)備有限公司）