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翻板机自动控制系统的设计与实现大大提高了系统的稳定性和运行效率
时间:2020-09-18 来源:

在汽车板制造过程中,车体板材在加工成形过程中,需对其进行上下翻转,以保证后续工序的顺利进行。以往要完成这一工序,主要依靠工人的手工操作,既费时又费力,如果采用自动翻板机,不但可以减轻劳动强度,而且还大大的提高了工作效率。因此设计了翻板机的自动控制系统的硬件结构和软件设计流程,系统可根据当前物料参数,实时调整夹紧力,使系统实现物料的可靠夹紧和翻转,实现一键翻钢,大大提高了系统的稳定性和运行效率。

根据翻板机的工艺流程和控制要求,本控制系统由触摸屏、PCL、传动系统、液压系统等组成。

1、液压系统

液压系统由油箱、过滤器、2台翻转夹紧油缸,2台平台顶起油缸等组成。每一个液压驱动子系统各配备一台电磁换向阀KA1,KA2,KA3,来控制油缸的动作方向。翻转夹紧液压子系统还配备一台比例减压阀KA4,以调整该部分的油压,使系统能根据物料情况适时的调整夹紧力。当子回路油压到达夹紧设定值时,则向PCL发送钢板夹紧确认信号,PCL接收到夹紧信号后,控制电磁换向阀KA1回到本位,停止爱供油,从而使油缸停止动作。

2、翻转系统

在翻转台相应位置安装有正、反转减速限位开关和停止限位挡板, 当传动装置驱动翻转台正转或反转, 到达设定水平位置后, 由正、反转限位开关检测出该信号, 并发送给PLC, 由PLC控制传动装置减速或停止翻转动作。

翻板机

3、传动系统

传动系统包括:翻转电机M1、进料平台驱动电机M2和主油泵电机M3。其中, 进料平台电机M2需根据系统进料和出料的限位要求进行逻辑联锁控制。翻转电机M1的负载由钢板物料的重量、厚度、数量等参数决定, 同时, 翻板机在工作时, 需频繁启动、停止、正反转, 而翻转体在翻转过程中, 整个翻转圆盘的重心会随着翻转角度发生改变, 从而造成翻转电机冲击力大、启动频繁、受力不均、负载不均衡等现象[4]。

鉴于此, 系统设计由变频器驱动翻转电机, 采用双闭环控制方式对翻转电机M1进行控制。系统中外环为速度环, 内环为电流环。速度环的输出为电流环的给定 (力矩给定) , 该电流环也称为转矩环。速度闭环的反馈量由速度编码器提供。

4、PLC控制系统

PLC控制系统原理如图3所示, 在翻板机工作时, 实时检测整个系统的状态信号, 包括:液压系统的压力、温度;翻转体正、反转限位;进料平台的前、后限位;起落平台的上、下限位;升降平台的上、下限位等。并按照系统控制要求, 完成送料、夹紧、翻转、出料等一系列动作。触摸屏作为系统人机交互界面, 通过RS485串口通信方式与PLC进行通信。为操作人员提供在线监测、参数输入以及手动控制等功能。

目前,翻板机自动控制系统已投入运行使用。系统可根据当前物料参数,实时调整夹力,使系统实现物料的可靠夹紧和翻转,并可防止钢板被夹伤。操作人员通过对触摸屏对物料、压力、速度等参数进行设定后,启动系统,可实现一键翻钢,大大提高了系统的稳定性和运行效率。

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