基于自动化技术的压力机控制设计

李涛

摘 要：在自动化技术发展越来越好的今天，使用自动化系统控制产品的生产也愈发普及。传统手工控制的机械压力机与自动化压力机相比，不仅工人操作过程复杂，而且精度不够标准，在很大程度上影响工艺产品生产的合格率与生产效率。笔者针对现有机械压力机的控制系统进行系统分析，并就起构成、滑块及离合器等设计原理进行研究。

关键词：自动化技术；压力机；控制设计

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.15.045

0 引言

将自动化技术融入到压力机的操控中具有许多优势，其主要目的是对压力机的滑块与制动器进行柔性且精准的控制。本文主要分析了压力机工作时的特点、滑块及离合器等的设计原理与控制方法，与此同此，还提出了在不同计划的实验下，探讨压力机在生产设计中使用自动化控制技术的原理和方法，以达到压力机自动控制设备的任务，在提高压力机生产效率和制作工艺的同时，推进其智能化的发展。

1 机械压力机控制系统的构成

压力机被广泛使用在车床加工过程中的弯曲、成型、切断等方面工艺，在对金属器件进行加工的过程中，如果想要改变金属器件的形状，就需要使用压力机来对于通过压力的世家来进行形状的改变。因此，文章以四柱二板气动压力机为例，此款产品的传动方式为皮带与齿轮两种传动模式相结合，该产品在进行生产工作前要先将电机启动，以便其飞轮能平稳转动，继而依据特定的生产工艺选取适宜的模式，在锻压工作开始进行时，由双联阀带动离合器开关再带动滑块运动。因此本文以滑块运动路径作为研究对象，用智能传感器来监控滑块不同时期的位置情况，以辗转法来达到有效控制。在系统软件控制下进行对制动器的研究，用非接触式角位移传感器来进行对开关磁阻电机速度的检测，以此使控制压力机的控制更可靠、更精准。基于压力机的制动器等系统具备刚性闭锁的特性，其在投入生产线后必须要做到有序、准确的操作。

2 滑块控制系统

压力机是通过大型感应电动机中传动带动飞轮来形成其动力系统，因此其在锻压工作进行的过程中会产生较强冲击性的现象，压力机在投入生产后，具备工作负载量大等特性，因此，其在锻压之后的大部分时间在进行空载运行。在压力机锻压时，其滑块的运动模式都是从起点朝下进行空程来回移动，在锻压完成后再继续空程移动到始发位置。基于其运动规律，我们设定其在空程运动时的转矩和时间为x1与t1，设定其锻压时的转矩与时间为x2和t2，因此，其在进行锻压使转矩由x1向x2进行转换，电动机的运转速度也会随着转矩的变化为变化。

启动压力机会给电于双联阀线圈，这时候气动系统会对气缸进行控制，来达到解除对制动器的制动，与此同时，离合器联结，皮带及齿轮传动带动滑块工作。压力机的传感器根据信号反射将滑块的位移情况传递到控制器，进而转变为数字信号，再根据具体情况判断是否需要继续操作，若需要的话应以事前安排完毕的程序进行对滑块控制的操作。

在自控系统受到多种内外因素干扰的今天，提升控制精准程度就开始有了十分重要的意义。锻压活动作为一种不断重复的简单运动，通常情况下我们会通过辗转法来控制其运动路径。该方法需使用系统的输入及输出变量，两个变量的选取具有特定要求，前者为滑块运动实际与期望停止位置的电压差，后者为滑块位移传感器对应的线圈电压，我们可以得出公式：

Yn+1（p）=Yn（p）+KqEn（p）

其中电压Y作为输出变量，E作为输出变量，Kq为迭代因子数。

3 制动器控制系统

压力机锻压工作时，其制动控制技术具有十分关键的作用，工艺品的生产效率与合格率，也与制动效果成正比例关系。随着我们社会数字化进程的加快，新研发的开关磁阻电动机调速系统也在压力机制动系统的应用中起到十分重要的作用。开关磁阻电动机调速系统与一般制动措施相比优势明显，它更大的调速范围以及更加节能环保的功能，显著提高了设备运行的稳定性。

变频电机驱动系统的使用，会让制动器制动的同时，使摩擦带旁的开关伴随摩擦带逐渐贴近飞轮。摩擦片因为长久工作消耗逐渐磨损变薄时，当接近开关感应距离大于其与飞轮边缘的距离，这时开关可以正常向系统发出信号。若摩擦带磨损程度在正常范围之内，接近开关与飞轮边缘距离大于接近开关感应距離，这时候感应开关便无法向系统发出信号。系统在收集信号之后会在界面显示出警示，不仅会及时停止机器的运转，还会在下一次压力机启动的同时给予限制。新型的压力机与原有压力机相比，不仅可以最大程度上对制动器的主体结构实施保护，还可以提醒人们对磨损程度较重的摩擦带进行及时更换，不仅避免了高额的维修成本，也减少了维修的耗时。

而且，在制动器上安装限位开关可以帮助防止压力机的误动。如果发生在电机启动之前限位开关位置不对的情况发生，系统就会对限位开关位置的信号进行收集与处理，在机器界面弹出警示的同时，并对电机的启动进行限制。如果在压力机运行的过程中制动器自身发生了故障，在这种情况下制动器上的阀门就会脱离限位开关的范围，导致制动器主动的对飞轮进行限制，这时限位开关就会发出报警信号，在系统的处理下，立刻对电机的运行进行制止。

4 结语

综上所述，本文对压力机控制系统所涉及的自动化控制技术的积极作用进行了细致分析，并且改良设计后的滑块控制及制动器控制系统，也最大化程度的提升了其自动化水平，且为其他机械提供了一定的参考。

参考文献：

[1]刘恒博，尚校.传统手工冲压线的自动化升级改造[J].汽车工业研究，2016（10）：49-54.

[2]赵磊，邵振荣，朱霖，赵菲.基于自动化技术的压力机控制设计[J].机电信息，2016（21）：100-101.

[3]陈军绪，祝成林，赵赦.冲压生产线压力机、模具及自动化设备之间的关系研究[J].金属加工（热加工），2016（05）：10-12.