空調(diào)外機(jī)殼體孔加工機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

張秀艷，董少崢

（大連科技學(xué)院，遼寧 大連 116052）

在國(guó)內(nèi)大多數(shù)中小企業(yè)中，沖壓設(shè)備以傳統(tǒng)的機(jī)械式?jīng)_床為主。機(jī)械式?jīng)_床一般具有外形尺寸較大、工作環(huán)境噪聲高、沖壓力不可隨時(shí)調(diào)整以及能源的利用率低等缺點(diǎn)。同時(shí)，為了提高沖床的能量利用率以及增大沖床的工作沖擊慣性，一般都配備有巨大的飛輪，但事實(shí)上，設(shè)備運(yùn)行時(shí)單位重量的輸出力低。另外在加工小尺寸的液壓元件時(shí)，能源浪費(fèi)嚴(yán)重，而且由于沖擊過(guò)程的不穩(wěn)定性，經(jīng)常造成嚴(yán)重的人身事故?？准庸C(jī)器人是空調(diào)外機(jī)殼體孔生產(chǎn)中的重要設(shè)備，因此要求設(shè)備的可靠性高，自動(dòng)化程度高。針對(duì)實(shí)際生產(chǎn)中的需要，用PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)孔機(jī)器人的控制。

1 孔機(jī)器人總體方案

孔機(jī)器人是利用壓縮液壓泵提供的壓縮液壓油經(jīng)電磁閥進(jìn)入氣缸，帶動(dòng)活塞傳動(dòng)到主軸上使主軸形成向下運(yùn)動(dòng)，從而形成沖力，使工件在模具中產(chǎn)生規(guī)定的變形而達(dá)到加工的目的。

沖壓過(guò)程及動(dòng)作包括壓V形孔定位和沖舌形孔，沖頭位于移動(dòng)臺(tái)上完成壓孔沖孔工作，滑臺(tái)有滾動(dòng)絲杠控制其左右動(dòng)作，伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控制絲杠傳動(dòng)，伺服電機(jī)由伺服驅(qū)動(dòng)器控制，伺服控制器與PLC模塊相連。

2 壓孔機(jī)床液壓部分設(shè)計(jì)

孔機(jī)器人的結(jié)構(gòu)主要包括兩大部分：液壓控制部分和PLC控制部分。

整個(gè)壓孔機(jī)床的動(dòng)作完全是屬于液壓傳動(dòng)，PLC控制液壓部分的電磁閥從而控制液壓油缸動(dòng)作，完成定位、夾緊、沖舌孔和壓V形孔的主要工作。其中沖壓部分采用立式結(jié)構(gòu)，液壓缸采用三段缸體用拉桿連結(jié)而成，這種結(jié)構(gòu)便于安裝。缸體之間的密封采用橡膠密封件，能有效防止內(nèi)漏。壓孔機(jī)器人的液壓原理圖如圖1所示。

圖1 液壓理圖

3 孔機(jī)器人的硬件控制系統(tǒng)

孔機(jī)器人的工作原理和工藝流程的分析，確定孔機(jī)器人控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方案。以可編程序控制器為核心，將可編程序控制器、脈沖模塊、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)接在一起，孔機(jī)器人各機(jī)構(gòu)的運(yùn)行。

在主回路中，有三種需要啟動(dòng)的電機(jī)，沖孔液壓電機(jī)1、沖孔電機(jī)2和壓V形孔液壓電機(jī)3。考慮這三種電機(jī)容量不大，采用直接啟動(dòng)電機(jī)的方式及當(dāng)KM1、KM2閉合時(shí)，沖孔電機(jī)和壓V形孔電機(jī)得電開(kāi)始工作，直接啟動(dòng)不經(jīng)過(guò)任何啟動(dòng)設(shè)備，利用開(kāi)關(guān)或接觸器，直接將電機(jī)接入電源，使電動(dòng)機(jī)在額定電壓下啟動(dòng)。這種啟動(dòng)方式使用電氣設(shè)備少，控制線路簡(jiǎn)單，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大。

4 結(jié)語(yǔ)

空調(diào)外機(jī)殼體孔機(jī)器人是一種新型的利用液壓技術(shù)和PLC控制沖壓機(jī)器人。該機(jī)器人從PLC的基本結(jié)構(gòu)入手，對(duì)PLC控制系統(tǒng)的通用設(shè)計(jì)方法和提高系統(tǒng)可靠性的一些基本措施的應(yīng)用研究作了嘗試，對(duì)PLC在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)控制過(guò)程中經(jīng)常遇到的一些實(shí)際問(wèn)題，如：PLC選型問(wèn)題、擴(kuò)展I/O點(diǎn)數(shù)和伺服控制問(wèn)題等，提出了具體解決方案。該空調(diào)外機(jī)殼體孔機(jī)器人已經(jīng)在空調(diào)生產(chǎn)廠家投入使用，對(duì)成本控制要求比較高的生產(chǎn)場(chǎng)合來(lái)說(shuō)非常適用，能夠解決實(shí)際生產(chǎn)難題，同時(shí)為機(jī)器人化在生產(chǎn)制造業(yè)的實(shí)際應(yīng)用具有參考價(jià)值。