頂料裝置保證條料的順利送進

1、:' 頂料裝置保證條料的順利送進，不會卡入凹模。圖1a, b示頂料裝置，圖c, d為具有導向功能的頂料導向裝置。圖1頂料裝置a）頂料銷直接頂料c）頂料銷直接頂料導料b）頂料銷不直接接觸料d）頂料銷間接頂料導料該實用新型涉及一種加工鈦合金大型等溫鍛造液壓機上的工作臺頂料裝置。特征是在壓機工作臺內(nèi)裝有頂出缸， 其上固裝液壓墊，前后兩側(cè)都裝頂板， 液壓墊的相鄰兩側(cè)并對應固定導 軌位置上都固裝調(diào)整墊塊，其上固裝有連接螺釘?shù)恼{(diào)節(jié)螺釘，連接螺釘穿出端固裝楔形調(diào)整板，在貼于楔形調(diào)整板側(cè)面的液壓墊上鑲嵌限位板，其上固裝導板。本實用新型通過對稱四面、上下調(diào)節(jié)，具有不僅調(diào)整方便和本身結(jié)構(gòu)簡單、結(jié)構(gòu)緊湊的特

2、點，而且結(jié)構(gòu)中需要的液壓墊也小，并易于保證液壓墊相對于工作臺面的平行，降低加工難度，節(jié)省占用空間，因此特別適宜大噸位、小臺面的大型等溫鍛造液壓機。該設備為人工將盤料安放于盤料架上，將盤料通過無料檢測浮輥、校直輪組、送到送料夾緊模具內(nèi)，然后 進行自動送料、校直、切斷、落料，整個過程為自動控制，操作簡單，安全可靠。 采用無屑切割結(jié)構(gòu)，管 口無毛刺，縮口小。1 、引言1.1 由于貨架鋼結(jié)構(gòu)體系設計與安裝上的要求，需要在冷彎型鋼的立面、側(cè)面沖壓出一系列 的具有一定分布規(guī)律和精度要求的孔， 在貨架立柱的截面形狀比較復雜的情況下很難保證能 在冷彎型鋼上進行后續(xù)加工完成。在貨架立柱冷彎成型生產(chǎn)線中導入在線預

3、沖孔加工工序， 擴大了貨架立柱的截面形狀的設計范圍， 極大地優(yōu)化了貨架鋼結(jié)構(gòu)組成機理， 特別是當立體 倉庫（ AS/RS ）系統(tǒng)在我國的興起和廣泛發(fā)展與應用，對貨架立柱的孔位精度提出了更高的 要求，如：孔位誤差不超過 ±0.3，孔位累計誤差也不超過 ±0.5 等，傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝和方法已很 難實現(xiàn)， 我們知道傳統(tǒng)工藝是將材料先開卷成條料， 再由人工手動送料， 靠簡易定位塊及經(jīng) 驗定位后沖壓實現(xiàn)或?qū)⑾鄳睦鋸澬弯撘罁?jù)一定的沖壓原理進行定位沖壓完成，準確度低， 勞動強度大，生產(chǎn)效率低。1.2 在沖壓自動化生產(chǎn)和壓力機改造過程中，既要實現(xiàn)壓力機主機的連續(xù)運行，又要實現(xiàn)間 歇性的送料和

4、取件工作， 必然要設計專門的自動送料裝置和自動取排件裝置， 由于毛坯形狀、 大小、 工藝過程以及主機設備性能上的差異， 其自動送料裝置也大不一樣， 近年來，由于交 流位置伺服系統(tǒng)實現(xiàn)的交流伺服自動送料裝置具有系統(tǒng)響應速度快、 速度精度高、 調(diào)速范圍 寬、加減速性能好、魯棒性強、控制靈活方便、抗干擾能力強、運行穩(wěn)定可靠等優(yōu)點，在工 業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應用。在貨架立柱等位置控制精度要求比較高的場合，可采用CNC 系統(tǒng)或?qū)Ｓ玫乃欧?qū)動單元， 該方案造價高， 基本控制電路和控制原理復雜， 不可預見性影響 因素多，但在貨架橫梁、拉桿等位置控制精度有一定的要求，如：長度控制精度為±1 時，采用

5、PLC 控制系統(tǒng)實現(xiàn)貨架冷彎機組中液壓停剪技術(shù)是一種性價比很好的選擇方案。1.3 本文就根據(jù)本企業(yè)內(nèi)的進口貨架冷彎生產(chǎn)線利用交流位置伺服系統(tǒng) PID 控制方法實現(xiàn)的 交流伺服自動送料裝置及其工作原理分析改造了貨架立柱在線沖床自動送料裝置， 既克服人 工送料的缺點， 又實現(xiàn)了貨架立柱冷彎成型生產(chǎn)線的在線預沖孔加工工序的自動送料及加工 生產(chǎn)。2 交流伺服自動送料裝置工作原理：2.1在線預沖孔伺服送料定位控制系統(tǒng)由五部分組成，即計算機（PC）、伺服驅(qū)動控制卡、交流伺服調(diào)速系統(tǒng)（交流伺服控制器、伺服電機及相應的控制電纜）、傳感檢測及反饋、輔 助動作執(zhí)行系統(tǒng)。如圖一所示 :3、自動送料裝置分析及設計原理

6、3.1主要工作動力來源于交流伺服電機，如圖二，當準確測算出系統(tǒng)的具體電機功率和控制 節(jié)拍要求后，可以選擇配套的交流伺服控制器和交流伺服電機，本裝置原設計安裝的為美國寶德（BALDOR）3.7KW的系統(tǒng)，后由于新產(chǎn)品開發(fā)，增加了工作傳動負荷，并根據(jù)圖二所示 的工作原理，即動力控制部分與交流伺服控制之間的位置控制主要通過±10V的模擬信號來實現(xiàn)，不存在對交流伺服系統(tǒng)的功率限制，故可以將其更換為日本三菱公司的伺服放大器型號MR-J2S-系列的5KW的配套的交流伺服控制器和交流伺服電機，并在后期的近四年的應 用過程中能很好地實現(xiàn)位置精度控制要求。旋轉(zhuǎn)編碼器1200 PPRCHA/CHB/+1

7、2VW位置比較 及PID控 制烯卡 （軟件PLD 控制運算）D/A380AC交流伺服電機圖2驅(qū)動動力控制組成3.2自動送料裝置主要由圖三所示的結(jié)構(gòu)組成，光電傳感器1#主要反饋進入壓力機工作區(qū)域的鋼帶存在狀況，如：余料、缺料等；伺服電機經(jīng)齒輪箱向下導料輥傳遞輸送動力，齒 輪箱的傳動比i （如i=11的設計選型）和電機的轉(zhuǎn)速決定該系統(tǒng)送料定位速度；旋轉(zhuǎn)編碼 器測出上導料輥（被動送料及被動測量點）通過與板料間的運動傳遞的位置信號機械抱閘實現(xiàn)定位后的位置固定；光電傳感器2#實現(xiàn)壓力機的工作控制要求的位置信號的傳遞；上下模實現(xiàn)在線孔位的沖壓；要求壓力機沖壓噸位配套、機床或模具精度的配套等。鋼帶機械也閘r

8、idin）下導料楹上導料轆光電傳感器即i/i齒輪箱下復伺服駆動電機圖三自動送料裝置圖3.3貨架立柱冷彎成型生產(chǎn)線的在線預沖孔加工工序自動送料裝置由上下一對$ 90的導料輥組成驅(qū)動動力，依靠料板與上下導料輥之間的摩擦力送料，下導料輥由伺服驅(qū)動電動機驅(qū)動。沖壓貨架立柱的帶鋼分布孔在壓力機上完成，為保證壓力機沖壓運動和自動送料運動的協(xié) 調(diào)，在壓力機下工作臺平面安裝接近開關，模具上特別設計和安裝適當長度的位置塊。當模具進行封閉運動時，位置塊靠近接近開關時，接近開關輸出信號（閉合），此時不能送料，由電磁或氣動離合器（根據(jù)壓力機的具體型號和控制方式?jīng)Q定）控制模具向下運動沖孔；反之，當模具返回，位置塊離開接

9、近開關時，接近開關輸出信號（斷開），使下導料輥可以開始下一個送料動作循環(huán)周期，或利用壓力機的凸輪控制器來反映模具或上工作臺的具體極限位來設 定具體的動作節(jié)奏。 具體的每模送料步距量值的大小由PC設置相應的記數(shù)脈沖數(shù)或長度轉(zhuǎn)化值比較決定，并由與上導料輥相聯(lián)的角編碼器被動測量反饋相協(xié)調(diào)（由程序設定），從而實現(xiàn)沖壓板料的可調(diào)整、高精度、無積累誤差的步距送料沖壓，累積誤差由程序中設置的誤差補償算法或人工在線修正等手段處理，確保貨架立柱的高品質(zhì)孔位距離。3.4設備系統(tǒng)中的自動送料裝置克服了貨架立柱預開平鋼帶人工送料的缺點，具有操作簡單、工作可靠、控制精度高等特點，可大大提高勞動生產(chǎn)率，配合高速高精度壓力

10、機可實現(xiàn)70次/分的工作頻率，工作壓力達到2500KN以上，其可組成獨立的運行系統(tǒng)。4控制系統(tǒng)硬件設計4.1（1）輸人信號： 沖頭位置檢測元件： 用接近開關檢測或壓力機的凸輪控制器控制；有無料板的檢測元件：用光電開關檢測或用行程開關控制；料板張緊檢測元件：用接觸開關檢測； 料板堆積檢測元件：用光電開關檢測或用行程開關控制；操作按鈕：操作面板上的開始、停止、急停等開關信號。4.2（2）輸出信號： 控制壓力機工作循環(huán)；控制伺服電動機：上下導料輥伺服電動機的正、 反轉(zhuǎn)及定位 控制抱閘動作：根據(jù)位置控制要求，實現(xiàn)抱閘動作的開合，決定上下導料輥 的運動；指示燈：開始、電源指示燈等（部分可共用壓力機上的指

11、示燈）；其他如故障報 警信號等。4.3（3）交流位置伺服控制器作為下位機用來控制交流伺服電機的啟、停，速度的調(diào)整，主要 接受來自主控微機經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換變成的模擬控制電壓，并輸出給伺服放大器， 最終調(diào)節(jié)交流伺服電機的正、反運動及調(diào)整。5控制系統(tǒng)硬件設計的幾個主要問題5.1輸人信號的控制精度：要盡量選擇測量輥的圓周長與增量式光電碼盤的每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)的比 值小的產(chǎn)品，其決定了反饋控制信號的測量控制精度；位置接近開關的感應距離要小而靈敏，采用 1200 線/轉(zhuǎn)的光電編碼器作反饋元件，與被動測量輥同軸安裝，就可以準確測出電機的 有效轉(zhuǎn)速。 因為光電編碼器是由激光照射光珊發(fā)出脈沖的， 而光珊安裝在光電編碼器的轉(zhuǎn)軸

12、 上，轉(zhuǎn)軸每轉(zhuǎn)一周（ 3600）編碼器就產(chǎn)生 1200 個脈沖，該脈沖只與轉(zhuǎn)軸速度有關，而與實 際伺服電機的運轉(zhuǎn)速度、 電機溫度等無關。因此， 只要準確測出光電編碼器的脈沖個數(shù)，就 可確切知道電機的有效轉(zhuǎn)速、 實際送料長度等， 同時根據(jù)設定值計算出電機每秒鐘應轉(zhuǎn)動的 理論值并與測量值進行比較，將誤差值轉(zhuǎn)換成數(shù)字量輸出到 D/A 芯片的輸入端，從而改變 其電壓輸出，由伺服系統(tǒng)控制電機的轉(zhuǎn)速,從而達到恒速、定位準停控制的目的。5.2 實際工作中由于伺服系統(tǒng)工作電流較大，對于微機干擾較大，故在硬件電路設計時應考 慮到系統(tǒng)的隔離和干擾問題。 由于選用的是串行 D/A 。信號的傳輸只用三根線， 故采取隔

13、離 措施相對容易些。 而光電編碼器工作也容易受到干擾， 因此除了正常的接地外， 還要將光電 編碼器輸出線中的地線可靠接地。5.3輸出信號的控制精度： 如壓力機、 機械或氣動抱閘的響應周期的設計或選擇要盡可能小， 模擬控制信號要與具體的伺服系統(tǒng)相配套設計和調(diào)試等。5.4 系統(tǒng)的機械精度控制在一定誤差范圍內(nèi)，電氣控制精度（編碼器脈沖）就可得到提高， 魯棒性強，可以在很多場合達到較高精度位置控制的要求。6 控制系統(tǒng)軟件6.1 程序的主要功能是：人機對話調(diào)整產(chǎn)品生產(chǎn)數(shù)據(jù)和PID 參數(shù)整定；實現(xiàn) PC 及各模塊間的數(shù)據(jù)傳遞和處理，位置環(huán) PID 控制算法及控制伺服電動機運動，實現(xiàn)各相關設備動作等。6.2

14、 程序主要運行在 DOS 操作系統(tǒng)下，產(chǎn)品工藝參數(shù)、 PID 參數(shù)整定等為開放式設計，便于 對實際生產(chǎn)過程進行整定調(diào)整， 其它諸如： 沖壓步距的設定及調(diào)整、 一定長度值下每個輸出 脈沖數(shù)的對應調(diào)整、 壓力機控制精度、 伺服送料精度和伺服送料長度值的設定與調(diào)整等均為 開放式設計，6.3 主程序設計中考慮了部分設備的故障預警程序段，極大地提高了設備的可操作性和對產(chǎn) 品生產(chǎn)質(zhì)量的控制，也在一定程度上降低了設備的故障檢查時間。7 結(jié)論7.1實際應用表明：選擇合理的 PID 參數(shù)能夠滿足控制系統(tǒng)響應速度快、速度精度高、魯棒 性強的要求，實際應用控制精度最高在 ±0.1mm 左右且可避免累積誤差。該控制系統(tǒng)可應用 于高精度開口系列冷彎型鋼產(chǎn)品的生產(chǎn)中，特別是類似貨架立柱的產(chǎn)品，即對冷彎型鋼立、 側(cè)面具有孔位高精度要求的在線預沖孔的冷彎成型生產(chǎn)線上。既滿足了貨架產(chǎn)品位置精度、 立面?zhèn)让鏇_孔控制精度等方面的要求， 又提高了產(chǎn)品質(zhì)量， 降低了批量生產(chǎn)成本。 具