氣壓和模高自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)在沖壓行業(yè)的應(yīng)用

邵振榮，孫 健，吳連紅

（揚(yáng)力集團(tuán)股份有限公司，江蘇 揚(yáng)州225002）

在沖壓自動化生產(chǎn)中，傳統(tǒng)的模高調(diào)節(jié)方式是通過人工手動調(diào)節(jié)滑塊上升或下降，在此過程中不斷用點(diǎn)動模式開動沖床，試驗(yàn)沖壓，有時(shí)還需用卷尺來測量所調(diào)的模高數(shù)值，再觀察其沖壓效果是否達(dá)到要求，往往需要反復(fù)多次。對于一臺配備多套模具，且每天換模次數(shù)相對較多的沖床來說，此過程無疑費(fèi)時(shí)費(fèi)力。同時(shí)，不同的模具對平衡缸的氣壓要求也不相同。為此，迫切需要研制一種自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，提高換模效率。

1 傳統(tǒng)調(diào)節(jié)方式

壓力機(jī)裝模高度調(diào)整結(jié)構(gòu)是通過盤式制動電機(jī)正反轉(zhuǎn)運(yùn)行帶動蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動帶動螺桿旋轉(zhuǎn)，從而使滑塊上下移動，實(shí)現(xiàn)裝模高度的調(diào)整，一般精度只有0.1mm。操作者用手動按鈕反復(fù)上下調(diào)整，工作效率低，無法檢測和控制沖壓過程中裝模高度的變化。

壓力機(jī)平衡缸氣壓調(diào)節(jié)目前主要通過裝在機(jī)身上的調(diào)壓閥手動調(diào)節(jié)，氣壓值顯示在氣壓表上。該方式調(diào)節(jié)精度低、費(fèi)時(shí)。氣壓表往往裝在機(jī)身內(nèi)側(cè)，在運(yùn)行過程中如果發(fā)生變動，操作人員亦不能第一時(shí)間看到當(dāng)前的實(shí)時(shí)氣壓值，無法進(jìn)行必要的調(diào)整。

2 自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)以揚(yáng)力公司的P2H-400高速精密壓力機(jī)為例。其控制系統(tǒng)包括變頻器、擴(kuò)展基板、CPU模塊、總線DEVICE模塊、昆侖組態(tài)觸摸屏、本地I/O模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊，電子凸輪。

觸摸屏通過以太網(wǎng)直接與PLC進(jìn)行高速通訊。CPU模塊、總線DEVICENET模塊、本地I/O模塊安裝在擴(kuò)展基板上，遠(yuǎn)程I/O模塊通過總線DEVICENET專用電纜與CPU進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊?；瑝K位移編碼器裝在滑塊內(nèi)部，其信號線接入A/D轉(zhuǎn)換模塊，并將滑塊當(dāng)前位置提供給PLC。所有從PLC控制單元到壓力機(jī)的控制臺部分信號線，都由遠(yuǎn)程I/O模塊通過總線DEVICENET專用電纜和CPU通信，而且因DEVICENET專用電纜采用雙絞屏蔽纏繞方式，其抗干擾能力大大提高。有效保證了此套系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性。

模高自動調(diào)節(jié)控制示意圖如圖1所示。

圖1 模高自動調(diào)節(jié)控制示意圖

該裝置工作時(shí)，各個(gè)模具的信息（包含模高、所需氣壓、生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)日期等參數(shù)）已經(jīng)通過配方功能預(yù)先存儲在觸摸屏里。當(dāng)更換模具時(shí)，只需通過觸摸屏輸入相應(yīng)的模具編號，觸摸屏識別模具編號后，自動選擇對應(yīng)的模具參數(shù)，觸摸屏向PLC輸入當(dāng)前模具模高的設(shè)定值。同時(shí)滑塊的當(dāng)前位置已經(jīng)通過編碼器經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器傳送到PLC，通過在觸摸屏內(nèi)部將兩者的值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果，將輸出信號傳給變頻器。變頻器根據(jù)接收信號來調(diào)整滑塊調(diào)整電機(jī)，使滑塊調(diào)整到設(shè)定位置。同時(shí)，滑塊位移信號傳送給編碼器，形成閉環(huán)控制回路。與傳統(tǒng)模高調(diào)整方法相比，該方式調(diào)整模高方便，定位精確，尤其適用于多套模具以及模具更換頻繁的情況。

沖壓過程中可對當(dāng)前模高進(jìn)行監(jiān)視和控制。模高自動調(diào)節(jié)程序如圖2所示。

平衡缸的氣壓自動調(diào)節(jié)可在模高調(diào)節(jié)時(shí)同步進(jìn)行，通過觸摸屏識別模具編號，將事先存儲在觸摸屏里的設(shè)定氣壓值傳送給PLC，PLC根據(jù)設(shè)定氣壓值輸出一定的模擬量來控制比例閥。且當(dāng)前氣壓可實(shí)時(shí)反饋在觸摸屏上。如果由于某些原因?qū)е缕胶飧讱鈮寒惓＃€可以通過反饋信號，經(jīng)過PLC處理，輸出報(bào)警以及停機(jī)，保證設(shè)備安全。

平衡缸氣壓調(diào)節(jié)控制示意圖如圖3所示。

圖2 揚(yáng)力集團(tuán)P2H-400模高自動調(diào)節(jié)程序示意圖

圖3 平衡缸氣壓自動調(diào)節(jié)示意圖

3 結(jié)束語

本文論述了一種模高氣壓自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，配合目前市面上的快速換模控制，可大大縮短換模時(shí)間，保證了實(shí)際生產(chǎn)需要，且適合于大部分壓力機(jī)安裝使用。該控制系統(tǒng)促進(jìn)了工藝技術(shù)的進(jìn)步，提高了沖壓生產(chǎn)的自動化水平。

[1]許發(fā)樾.模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)[M].模具制造，2014，（1）：1-10.

[2]竇 磊，劉 吶，闞延慧，等.觸摸屏配方功能在大型壓力機(jī)換模中的應(yīng)用[J]. 鍛壓裝備與制造技術(shù)，2015，50（4）.

[3]孫勇杰，曲洵澤，陳 鵬.快速換模法技術(shù)及其應(yīng)用范例[J].科研，2015，（3）.

[4]何 偉，邱祥泳.沖壓設(shè)備快速換模技術(shù)研究[M].黑龍江科學(xué)，2015，（2）.