卧式折弯机液压及控制系统开发设计-

1、卧式折弯机液压及控制系统开发设计任丽华1李欢2訾壮辉3(1宁波大红鹰学院软件学院,宁波315175(2宁波职业技术学院,宁波315175(2黑龙江特种设备检验研究院,哈尔滨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 文章编号:1001-3997(200905-0049-02【摘要】主要阐述了液压折弯机液压系统和控制系统的设计开发与仿真过程。通过对工作原理的分析,完成了液压系统的设计,在对折弯力进行系统的计算的基础上确定了系统所采用的各种液压元件的型号。采用日本三菱系列可编程序控制器技术对该折弯机设备进行了控制系统的开发与调试。采用了24点三菱系列可编程序控制器,在保证了折弯工艺顺利完成

3、的基础上,适当留有一定的冗余,便于功能的进一步扩展。利用主控和跳转指令完成手动和自动操作之间的转换。关键词:液压;机械系统;可编程序控制器【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*来稿日期:2008-07-15中图分类号:TH12,TG502.32文献标识码:A1液压系统设计折弯机是一种广泛应用的弯曲机械,板料折弯成形因其模具的通用性好、工艺简单、工艺范围广,所以在钣金

6、加工中得到了非常广泛的应用,如在机床电器、家电行业、机械、建筑等制造行业中都使用了大量的板料折弯件。为了缩短辅助时间降低生产成本、改善劳动环境、减轻劳动强度、提高产品质量,对于成批大量生产的厂商来讲,专用折弯机得到了不断发展和应用。折弯过程是金属板料加工中复杂的过程之一,在普通的折弯机上只有高度熟练的操作人员才能够生产出高质量的零件,而且还需要比较长的调整时间。采用先进的液压系统传动和先进的可编程序控制器技术的折弯装备不但可以大大缩短调整时间,而且,对于产品的改良和更新非常有好处,只需要更改程序和适当的模具即可。1.1工艺要求根据要求,折弯机在按下启动按钮后,电动机带动液压泵工作,此时为了降低

7、功率损耗好,因该使液压泵卸荷,按下工作进给按钮后才开始正常工作,所以,我们把与泵出口处作为过载保护的溢流阀设计成为一个具有通电卸荷功能的电磁溢流阀,以实现此功能。为了实现自动操作时的保压功能,我们把液压缸的高压腔连接一个压力继电器,利用压力从升高到发出信号这个时间差来控制保压时间,以便有效的消除回弹现象。自动工作循环,由形成开关和压力继电器等协助实现,手动和自动由一个转换开关进行调整。为了完成上述操作,根据液压折弯机所实现的动作要求,液压折弯机的动作循环图,如图1所示。图1液压系统动作循环图1.2系统设计根据分析可知,该系统运动速度比较低,移动距离不大,但是折弯力比较大,而且,对于金属来讲具有

8、弯曲回弹的特性,所以折制工件到所需形状后,需要一定的保压定形时间,所以,对于该系统要考虑自动运行时要有一定的保压时间,而手动操作时只需要操作者人为的保压操作就可以了。根据分析,设计液压系统图,如图2所示。工进返回停留停止Machinery Design &Manufacture机械设计与制造第5期2009年5月49图2液压系统理图1.油箱2.过滤器3.液压泵4.电磁溢流阀5.三位四通电磁换向阀6.行程开关7.液压缸8.压力继电器根据工况分析负载类型,该载荷为冲击载荷。1.3折弯力计算对于V 型自由弯曲,在b =450N/mm 2及长度L =1m 时有如下经验公式:P =650LS 2V

9、(b =450N/mm 2(1式中:P 折弯力(kN ;S 板厚(mm ;L 板宽(m ;V 下模槽宽(mm 。不同强度的材料及长度所需的折弯力可按相应的比例计算可得出折弯力。当b =450N/mm 2及长度L =1m 时,凹模宽度取50mm 时,由公式(1得:P =650LS 2V (b =450N/mm 2P =650LS 2=650×2.52×0.21=17KN故当长度为1400mm ,b =192MPa 时,计算得出折弯力P =11KN 。1.4液压元件的选择首先确定液压泵:根据机械设计手册第四卷第17篇,根据折弯力P =11KN ,选择液压泵,即选择:YB1-10

10、型叶片泵,其相关参数,如表1所示。表1YB1-10型叶片泵参数表电机的驱动功率为:P =pq (2式中:P 电机输入功率(W ;p 压力(MPa ;q 流量(L/min 。P =pq =6.3×106×10×10-6×1450/600.7=2175W 2.2KW所以选择电机功率为2.2KW 。机械手册第四卷P17-742中关于油箱尺寸的选择有如下经验值,即取液压泵每分钟流量的(37倍。液压泵流量:q=Vn(3式中:q 液压泵的流量(ml/min ;V 液压泵的排量(ml/r ;n 转速(r/min 。q=Vn =10ml/r ×1450r/mi

11、n=14.5l/min所以确定油箱容量V =14.5×5=72L ,取系列值为75L 。根据以上参数,可选择液压泵站的型号为:UZ6.3Y10/2.2×75型液压泵站,其相应参数,如表2所示。表2液压泵站参数表根据机械设计手册第四卷第17篇,P265表17-6-8:液压缸内径:D =4F 1p姨×10-3mm(4式中:D 液压缸内径(m ;F 负载(N ;P 压力(MPa 。即:D=m =4×11×106×103姨×10-3=47.2×10-3m所以选择缸径为50mm 的液压缸。根据经验取行程100mm ,则液压型

12、号确定为:FB-50B-70-100H 。管路的选择:d 叟4.61Q姨(5式中:d 管路直径(mm ;Q 流量(ml/nim ;v 管路中油液流速(m/s 。根据机械设计手册P17-625中经验公式,压油管路中取v =4m/s ,故取DN =10mm ,管外径为18mm ,故选择管接头连接螺纹为M18×1.5。2电气系统开发设计2.1控制过程分析折弯机接通电源,指示灯亮启动电机液压泵工作调整按钮使YA1得电,调整电磁溢流阀4,由压力表9读出示值调试压力继电器6的返回工作压力调试定位销工作是否可靠调试钳口返回的停止位置,由行程开关撞块XK 确定。单步操作:接通电源面板指示灯亮按启动按

13、钮液压泵工作.,此时系统压力卸荷.放入工件,由定位销定位按工进按钮,液压缸推动凹模与凸模闭合,对工件进行折弯轧制按返回按钮液压缸回程,凸凹模分开,工件轧制成型按拔销按钮,移动工件完成一步折弯工序。自动循环:按下循环按钮工进停留返回拔销延时1秒复位,自动完成全部工作过程。2.2程序设计该液压折弯机中,有11个输入信号,均为开关量,其中按钮有8个,检测元件有1个,行程开关2个。输出信号有6个,采用10个输出点(因本程序有手动和自动循环两种操作,故对于部分中间继电器须有2个线圈驱动,其中有8个为控制电磁铁,1个控制电动机,1个控制自动循环转换,均为开关量。考虑留有适当的余量后,控制系统选用FX-24

14、MR 主机,即可满足控制要求。排量转速重量V =10ml/rn =1450r/minG =5.3kg额定压力容积效率总效率6.3MPav 80%=70%额定压力排量电机驱动功率流量6.3MPaV =10ml/r2.2KW75L12345678910AY2AY9XKYKAY1第5期任丽华等:卧式折弯机液压及控制系统开发设计50基于恒定类的形位误差检验算子库的构建研究*王铭张琳娜郑玉花马健(郑州大学,郑州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 文章编号:1001-3997(200905-0051-03【摘要】基于对GPS 恒定类、操作算子技术的研究及对形位误差本质特征的分析,揭示形位误差与恒定类之间关系的内在规律性,提出形位误差检验操作算子库的构建优化策略。在理论研究的基础上,开发检验操作算子库管理系统;并以实例论证该系统的可行性及其工程价值。关键词:现代产品几何技术规范(GPS ;恒定类;形位误差;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*来稿日期:2008-07-15*基金项目:国家“十一五”公益性行业科研专项(2007GYB177-3中图分类号:TH124,TG802文献标识码:A现代产品几何技术规范(以下简称GPS 提出的操作及操作算子的概念,不仅规范了形位误差评定中各阶段的内容,而且对整个误差评定过程进行了有序的封装。为使操作、操作算子技术与形位误差检验本质真正融合统一,在研究形位误差项目的内在将输入信号、输出信号按照功能类型进行分类后,并将各个元件一一对应后,编排地址,列出外部I/O 信号与PLC 的I/O 端地址编号对照表,如表3所示。表3外部信号与PLC 地址编号对照表通过对折弯机折弯工艺的分析,以及设计的控制要求,我采用了梯形图编程方式进行编程。因设备工艺过程有手动和自动循环转换,故采用了一个利用主控指令,同时借助一个跳转指令实现手动和自动之间的转换。主控指令是用于连接公共串联触点的连接指令,即当某一触点的条件满足时,按照正常顺序执行;当这一条件不满足时,则不执行某部分程序,与这部分程序相关的继电器状态全部为零。当X003(手动/自动转换开关置位时,PLC执行自动程序,同时跳过手动程序,当该条件不满足时,执行手动程序,完成折弯操作。采用的是这种方法编程。另外,折弯机也可以利用步进程序实现,借助流程图完成程序设计。该折弯机动作顺序为典型步进过程,手动与自动之间