臥式折彎機(jī)液壓及控制系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計-

1、臥式折彎機(jī)液壓及控制系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計任麗華1李歡2訾壯輝3(1寧波大紅鷹學(xué)院軟件學(xué)院,寧波315175(2寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院,寧波315175(2黑龍江特種設(shè)備檢驗研究院,哈爾濱150000Horizontal bending machine hydraulic control system design and developmentREN Li-hua 1,LI Huan 2,ZI Zhuang-hui 3(1Software College ,Ningbo Dahongying Vocational Technical College ,Ningbo 315175,China (2Ningbo

2、 Polytechnic ,Ningbo 315175,China (3Heilongjiang Institute of Special Eqaipment Inspection ,Herbin 150000,China 文章編號:1001-3997(200905-0049-02【摘要】主要闡述了液壓折彎機(jī)液壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)與仿真過程。通過對工作原理的分析,完成了液壓系統(tǒng)的設(shè)計,在對折彎力進(jìn)行系統(tǒng)的計算的基礎(chǔ)上確定了系統(tǒng)所采用的各種液壓元件的型號。采用日本三菱系列可編程序控制器技術(shù)對該折彎機(jī)設(shè)備進(jìn)行了控制系統(tǒng)的開發(fā)與調(diào)試。采用了24點三菱系列可編程序控制器,在保證了折彎工藝順利完成

3、的基礎(chǔ)上,適當(dāng)留有一定的冗余,便于功能的進(jìn)一步擴(kuò)展。利用主控和跳轉(zhuǎn)指令完成手動和自動操作之間的轉(zhuǎn)換。關(guān)鍵詞:液壓;機(jī)械系統(tǒng);可編程序控制器【Abstract 】The design and simulation of hydraulic system and control system in hydraulic brake e -quipment are discussed.The principle of these systems are analysed ,and then the hydraulic system is de -signed ,the models of the va

4、rious components in the hydraulic system are selected on the bases of bending force calculating.The bending machine control system is developed and debugged on Japan s Mitsubishi PLC .By ensuring the successful completion of the bending process on the basis of appropriate redundan -cy ,a 24points Mi

5、tsubishi PLC is used.More functions can be extended.Manual and automatic operation conversion is completed by jumping programme sentences.Key words :Hydraulic ;Mechanical systems ;Programmable controller*來稿日期:2008-07-15中圖分類號:TH12,TG502.32文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A1液壓系統(tǒng)設(shè)計折彎機(jī)是一種廣泛應(yīng)用的彎曲機(jī)械,板料折彎成形因其模具的通用性好、工藝簡單、工藝范圍廣,所以在鈑金

6、加工中得到了非常廣泛的應(yīng)用,如在機(jī)床電器、家電行業(yè)、機(jī)械、建筑等制造行業(yè)中都使用了大量的板料折彎件。為了縮短輔助時間降低生產(chǎn)成本、改善勞動環(huán)境、減輕勞動強(qiáng)度、提高產(chǎn)品質(zhì)量,對于成批大量生產(chǎn)的廠商來講,專用折彎機(jī)得到了不斷發(fā)展和應(yīng)用。折彎過程是金屬板料加工中復(fù)雜的過程之一,在普通的折彎機(jī)上只有高度熟練的操作人員才能夠生產(chǎn)出高質(zhì)量的零件,而且還需要比較長的調(diào)整時間。采用先進(jìn)的液壓系統(tǒng)傳動和先進(jìn)的可編程序控制器技術(shù)的折彎裝備不但可以大大縮短調(diào)整時間,而且,對于產(chǎn)品的改良和更新非常有好處,只需要更改程序和適當(dāng)?shù)哪＞呒纯伞?.1工藝要求根據(jù)要求,折彎機(jī)在按下啟動按鈕后,電動機(jī)帶動液壓泵工作,此時為了降低

7、功率損耗好,因該使液壓泵卸荷,按下工作進(jìn)給按鈕后才開始正常工作,所以,我們把與泵出口處作為過載保護(hù)的溢流閥設(shè)計成為一個具有通電卸荷功能的電磁溢流閥,以實現(xiàn)此功能。為了實現(xiàn)自動操作時的保壓功能,我們把液壓缸的高壓腔連接一個壓力繼電器,利用壓力從升高到發(fā)出信號這個時間差來控制保壓時間,以便有效的消除回彈現(xiàn)象。自動工作循環(huán),由形成開關(guān)和壓力繼電器等協(xié)助實現(xiàn),手動和自動由一個轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行調(diào)整。為了完成上述操作,根據(jù)液壓折彎機(jī)所實現(xiàn)的動作要求,液壓折彎機(jī)的動作循環(huán)圖,如圖1所示。圖1液壓系統(tǒng)動作循環(huán)圖1.2系統(tǒng)設(shè)計根據(jù)分析可知,該系統(tǒng)運(yùn)動速度比較低,移動距離不大,但是折彎力比較大,而且,對于金屬來講具有

8、彎曲回彈的特性,所以折制工件到所需形狀后,需要一定的保壓定形時間,所以,對于該系統(tǒng)要考慮自動運(yùn)行時要有一定的保壓時間,而手動操作時只需要操作者人為的保壓操作就可以了。根據(jù)分析,設(shè)計液壓系統(tǒng)圖,如圖2所示。工進(jìn)返回停留停止Machinery Design &Manufacture機(jī)械設(shè)計與制造第5期2009年5月49圖2液壓系統(tǒng)理圖1.油箱2.過濾器3.液壓泵4.電磁溢流閥5.三位四通電磁換向閥6.行程開關(guān)7.液壓缸8.壓力繼電器根據(jù)工況分析負(fù)載類型,該載荷為沖擊載荷。1.3折彎力計算對于V 型自由彎曲,在b =450N/mm 2及長度L =1m 時有如下經(jīng)驗公式:P =650LS 2V

9、(b =450N/mm 2(1式中:P 折彎力(kN ;S 板厚(mm ;L 板寬(m ;V 下模槽寬(mm 。不同強(qiáng)度的材料及長度所需的折彎力可按相應(yīng)的比例計算可得出折彎力。當(dāng)b =450N/mm 2及長度L =1m 時,凹模寬度取50mm 時,由公式(1得:P =650LS 2V (b =450N/mm 2P =650LS 2=650×2.52×0.21=17KN故當(dāng)長度為1400mm ,b =192MPa 時,計算得出折彎力P =11KN 。1.4液壓元件的選擇首先確定液壓泵:根據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊第四卷第17篇,根據(jù)折彎力P =11KN ,選擇液壓泵,即選擇:YB1-10

10、型葉片泵,其相關(guān)參數(shù),如表1所示。表1YB1-10型葉片泵參數(shù)表電機(jī)的驅(qū)動功率為:P =pq (2式中:P 電機(jī)輸入功率(W ;p 壓力(MPa ;q 流量(L/min 。P =pq =6.3×106×10×10-6×1450/600.7=2175W 2.2KW所以選擇電機(jī)功率為2.2KW 。機(jī)械手冊第四卷P17-742中關(guān)于油箱尺寸的選擇有如下經(jīng)驗值,即取液壓泵每分鐘流量的(37倍。液壓泵流量:q=Vn(3式中:q 液壓泵的流量(ml/min ;V 液壓泵的排量(ml/r ;n 轉(zhuǎn)速(r/min 。q=Vn =10ml/r ×1450r/mi

11、n=14.5l/min所以確定油箱容量V =14.5×5=72L ,取系列值為75L 。根據(jù)以上參數(shù),可選擇液壓泵站的型號為:UZ6.3Y10/2.2×75型液壓泵站,其相應(yīng)參數(shù),如表2所示。表2液壓泵站參數(shù)表根據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊第四卷第17篇,P265表17-6-8:液壓缸內(nèi)徑:D =4F 1p姨×10-3mm(4式中:D 液壓缸內(nèi)徑(m ;F 負(fù)載(N ;P 壓力(MPa 。即:D=m =4×11×106×103姨×10-3=47.2×10-3m所以選擇缸徑為50mm 的液壓缸。根據(jù)經(jīng)驗取行程100mm ,則液壓型

12、號確定為:FB-50B-70-100H 。管路的選擇:d 叟4.61Q姨(5式中:d 管路直徑(mm ;Q 流量(ml/nim ;v 管路中油液流速(m/s 。根據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊P17-625中經(jīng)驗公式,壓油管路中取v =4m/s ,故取DN =10mm ,管外徑為18mm ,故選擇管接頭連接螺紋為M18×1.5。2電氣系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計2.1控制過程分析折彎機(jī)接通電源,指示燈亮啟動電機(jī)液壓泵工作調(diào)整按鈕使YA1得電,調(diào)整電磁溢流閥4,由壓力表9讀出示值調(diào)試壓力繼電器6的返回工作壓力調(diào)試定位銷工作是否可靠調(diào)試鉗口返回的停止位置,由行程開關(guān)撞塊XK 確定。單步操作:接通電源面板指示燈亮按啟動按

13、鈕液壓泵工作.,此時系統(tǒng)壓力卸荷.放入工件,由定位銷定位按工進(jìn)按鈕,液壓缸推動凹模與凸模閉合,對工件進(jìn)行折彎軋制按返回按鈕液壓缸回程,凸凹模分開,工件軋制成型按拔銷按鈕,移動工件完成一步折彎工序。自動循環(huán):按下循環(huán)按鈕工進(jìn)停留返回拔銷延時1秒復(fù)位,自動完成全部工作過程。2.2程序設(shè)計該液壓折彎機(jī)中,有11個輸入信號,均為開關(guān)量,其中按鈕有8個,檢測元件有1個,行程開關(guān)2個。輸出信號有6個,采用10個輸出點(因本程序有手動和自動循環(huán)兩種操作,故對于部分中間繼電器須有2個線圈驅(qū)動,其中有8個為控制電磁鐵,1個控制電動機(jī),1個控制自動循環(huán)轉(zhuǎn)換,均為開關(guān)量?？紤]留有適當(dāng)?shù)挠嗔亢?控制系統(tǒng)選用FX-24

14、MR 主機(jī),即可滿足控制要求。排量轉(zhuǎn)速重量V =10ml/rn =1450r/minG =5.3kg額定壓力容積效率總效率6.3MPav 80%=70%額定壓力排量電機(jī)驅(qū)動功率流量6.3MPaV =10ml/r2.2KW75L12345678910AY2AY9XKYKAY1第5期任麗華等:臥式折彎機(jī)液壓及控制系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計50基于恒定類的形位誤差檢驗算子庫的構(gòu)建研究*王銘張琳娜鄭玉花馬健(鄭州大學(xué),鄭州450001Study on construction of inspection operator of form and location error based on invarianceW

15、ANG Ming ,ZHANG Lin-na ,ZHENG Yu-hua ,MA Jian(Zhengzhou University ,Zhengzhou 450001,China 文章編號:1001-3997(200905-0051-03【摘要】基于對GPS 恒定類、操作算子技術(shù)的研究及對形位誤差本質(zhì)特征的分析,揭示形位誤差與恒定類之間關(guān)系的內(nèi)在規(guī)律性,提出形位誤差檢驗操作算子庫的構(gòu)建優(yōu)化策略。在理論研究的基礎(chǔ)上,開發(fā)檢驗操作算子庫管理系統(tǒng);并以實例論證該系統(tǒng)的可行性及其工程價值。關(guān)鍵詞:現(xiàn)代產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范(GPS ;恒定類;形位誤差;操作;操作算子【Abstract 】According

16、 to studying GPS invariance and operation technology ,and analyzing intrinsi -cal characteristic of form and location error.Indicated the inherent regularity between form and location error and invariance ,then pointed out optimal strategy for construction of operator database of form and lo -cation

17、 error.Based on the theroretical study ,not only explored the managing system of this verification op -erators database ,but also demonstrated its feasibility and project application through examples.Key words :Geometrical product specification (GPS ;Invariance ;form and location error ;op -eration

18、;Operator*來稿日期:2008-07-15*基金項目:國家“十一五”公益性行業(yè)科研專項(2007GYB177-3中圖分類號:TH124,TG802文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A現(xiàn)代產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范(以下簡稱GPS 提出的操作及操作算子的概念,不僅規(guī)范了形位誤差評定中各階段的內(nèi)容,而且對整個誤差評定過程進(jìn)行了有序的封裝。為使操作、操作算子技術(shù)與形位誤差檢驗本質(zhì)真正融合統(tǒng)一,在研究形位誤差項目的內(nèi)在將輸入信號、輸出信號按照功能類型進(jìn)行分類后,并將各個元件一一對應(yīng)后,編排地址,列出外部I/O 信號與PLC 的I/O 端地址編號對照表,如表3所示。表3外部信號與PLC 地址編號對照表通過對折彎機(jī)折彎工藝的分析,以及設(shè)計的控制要求,我采用了梯形圖編程方式進(jìn)行編程。因設(shè)備工藝過程有手動和自動循環(huán)轉(zhuǎn)換,故采用了一個利用主控指令,同時借助一個跳轉(zhuǎn)指令實現(xiàn)手動和自動之間的轉(zhuǎn)換。主控指令是用于連接公共串聯(lián)觸點的連接指令,即當(dāng)某一觸點的條件滿足時,按照正常順序執(zhí)行;當(dāng)這一條件不滿足時,則不執(zhí)行某部分程序,與這部分程序相關(guān)的繼電器狀態(tài)全部為零。當(dāng)X003(手動/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)置位時,PLC執(zhí)行自動程序,同時跳過手動程序,當(dāng)該條件不滿足時,執(zhí)行手動程序,完成折彎操作。采用的是這種方法編程。另外,折彎機(jī)也可以利用步進(jìn)程序?qū)崿F(xiàn),借助流程圖完成程序設(shè)計。該折彎機(jī)動作順序為典型步進(jìn)過程,手動與自動之間