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基于压铸机的PLC 控制系统(一)-自动化毕业论文(2)

2013-07-29 01:07
导读:概述 1.1压铸机的定义、发展及特点 1.1.1压铸机的定义 压铸机是用锌、铝合金、铜等金属为原料,在压力作用下把熔融金属液压射到模具中冷却成型,开


概述


1.1压铸机的定义、发展及特点
  1.1.1压铸机的定义
压铸机是用锌、铝合金、铜等金属为原料,在压力作用下把熔融金属液压射到模具中冷却成型,开模后得到固体金属铸件的一种工业机械。
  1.1.2 压铸机的发展
 压铸机是压铸生产中重要的基础技术装备,与压铸工艺的互存、互动关系非常突出,压铸工艺的改进或采用新的技术,都要有与之相应的或新型的压铸机作为技术支撑。
 压铸技术起源于印刷工业的铅字铸造技术。19世纪初,世界印刷工业蓬勃发展,活字(单字母的铅字)的需求量日益增多,于是铸字机应运而生,1849年,Sturgiss制造了第一台用压铸法把铅铸成活字的压铸机(如图1),图中可见带有将喷口封住、打开和切断等动作的机构,以及用压射活塞压送熔融金属进入活字模型,可以说这就是压铸机的原始结构,而且机器还具有速度快、效率高,既经济,又可重复生产等特点。这台压铸机标志着压铸的“黄金时代”的开始。
 
                  
 图1-1  压铸铅活字的压铸机示意图               图1-2  压铸机示意图
 1.操作杆  2.冲头  3.上压室  4.喷嘴切断阀 5. 喷口拉杆
 6. 金属熔埚  7. 喷嘴  8. 内通道  9. 施压压室
 1868年,英国人Charles Babbage 用一台手动压铸机生产了机械式计算机零件,开创了在压铸机上配用带刃边浇口的模具进行压铸生产的压铸技术1877年,Dusenbury发明了一种既有原始的热室压铸机压射机构,又有模具可以水平移动的压铸机,如图1-2所示,开辟了模具水平开合的新途径。于是,典型的热室压铸机便从此诞生。

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 20世纪50年代,我国自行设计制造出全液压的50型卧式冷室压铸机,锁模力有500 kN和1000 kN两种规格。及至20世纪80年代,有关单位继续完成了锁模力16000 kN以下的卧式冷室压铸机系列产品的开发;立式冷室压铸机也形成了锁模力2500 kN以下的系列产品;1986年试制出国内第一台J 1163 A型自动压铸机组;1990年开发出国内第一台柔性压铸单元,锁模力为4000 kN;其后的几年里,又将辅助装置和参数检测装置加以定型并形成产品。在压铸机的设计工作方面,20世纪80年代,设计的压铸机压射性能已接近当时的国外水平;合模机构全部采用液压驱动、曲肘机械扩力结构取代了全液压。
1.1.3  压铸机的分类
 压铸机的分类方法很多,通常,主要按机器结构和压射室(以下简称压室)的位置及其工作条件加以分类,各种类型的压铸机的名称如图1-3所示。
 
 
 
 图1-3  压铸机的分类
 热室压铸机一般主电箱与主机分离,独立落地;头板、二板采用箱体或筋板式结构,刚度高而重量轻;油压式齿轮调模,传动平稳,确保四支哥林柱同步伸缩,准确保持头板、二板的平行度;机门采用挂入式安装,清理及维修时拆装方便。如图1.4所示为CM-168H型热压铸机。
 
          图 1.4  CM-168H 型热室压铸机           
 冷室压铸机是采用数控电脑及电子尺操作,锁模,调模,顶针的压力、速度均可数控调整,带动态显示,操作简单容易;头板,二板采用箱体式结构,强度高而重量轻。 尾板,C型架采用加强筋、框架设计,强壮有力。如图1.5所示为CCM-380型冷室压铸机。
 
 图1.5   CCM-380型冷室压铸机 (转载自中国科教评价网http://www.nseac.com
 
 1.1.4 压铸机的特点
 1、液压元器件、密封件、电器元件全部采用进口件,可靠性更高,不漏油;
 2、机械部分的模板、曲臂、采用进口加工中心制造,并用三坐标仪检测,精度更高,无故障工作时间长。曲臂润滑采用集中润滑站加定量分配器的方式,保证每一点的润滑可靠,使运动机件的工作更可靠;
 3、液压回路采用高低压双联泵、压力流量双比例阀,根据工作设定准确卸荷、降低能耗,油温低,夏天工作更可靠;
 4、采用更先进的增压控制油路,具有高的压射速度、增压反应时间、上升时间更短,工艺重复性更好,可调范围更宽;
 5、为了便于不同厚度压铸模的安装,动型模与静型模容模量调节,是采用液压马达驱动。较之电力驱动,液压驱动更加平稳、安全。
 6、压射部分连接采用C形架结构,确保压射同心度及稳定性。
 1.2 压铸机的组成三板:动型座板、定型座板、尾板哥林柱:曲轴机构:长铰、小铰、钩铰、并连接动型座板、尾板及合开模液压缸顶出机构:顶出液压缸、顶针、固定在动型座板调模机构:调模马达、齿轮组件、固定在尾板上润滑系统:曲肘润滑泵、油排、油管、分流器
1.3  压铸机的工作原理
 第一阶段慢速压射运动开始压射时,系统液压油通过油路集成板进入C2腔,再经A3通道进入C1腔,从而推动压射活塞2向左运动,实现慢速压射。    第二阶段快速压射运动,当压射冲头超过料筒浇料口后,储能器3控制阀打开,液压油经A1、A3口迅速进入C1腔,C1腔液压油油量快速增大,压射速度增快。    第三阶段增压运动金属液填充到型腔,当即将终止时,合金液开始凝固,这时冲头前进阻力增大,经电脑程序控制,使用蓄能器4控制阀打开,经A2快速进入C3腔,从而推动增压活塞5及活塞杆6向左快移。当活塞杆6和浮动活塞7内外锥面接合时,A3截断,使C1形成封闭腔,增压活塞、活塞杆、浮动活塞的推动及C1、C2腔的压力共同使活塞2获得一个增压效果。 (科教作文网http://zw.ΝsΕAc.Com编辑整理)
1.4 PLC的定义、分类及特点
  1.4.1 PLC的定义
 可编程序逻辑控制器即PLC(Programmable Logic Controller)。PLC是一种能直接应用于工业环境的数字电子装置,是以微处理器为基础,结合计算机技术、自动控制技术和通信技术,用面向控制过程、面向用户的“自然语言”编程的一种简单易懂、操作方便、可靠性高的新一代通用工业控制装置。
1.4.2 PLC的分类
1.4.2.1 按硬件结构类型分类
 可编程序控制发展很快,为了便于在工业现场安装,便于扩展,方便接线,起结构与普通计算机有很大的区别。通常从组成结构形式上将这些PLC分为两类:一类是一体化整体式PLC,另一类是结构化模块式PLC。
1.4.2.2 按应用规模及功能分类
 为了适应不同工业生产过程的应用要求,可编程序控制器能够处理的输入/输出信号数是不一样的。一般将一路信号叫做一个点,将输入点和输出点的点数的总和称为机器的点。按照点数的多少,可将PLC分为超小(微)、小、中、大、超大等五种类型。
1.4.3  PLC的特点
 PLC能如此迅速发展的发展原因,除了工业自动化的客观需要外,还有许多独特的优点。它较好地解决了工业控制领域中的普遍关心的可靠、安全、灵活、方便、经济等问题。它在编程中简单易学,PLC的功能强,性能价格比高,它的硬件配套齐全,用户使用方便,适应性强;可靠性高,抗干扰能力强;系统设计、安装、调试工作量少;工作人员维修工作量小,维护方便;体积小能耗低。

1.5  PLC的功能及应用
 PLC的应用面越来越广,主要是:一、由于微处理机芯片及有关元件的价格大大下降,使得PLC的成本下降;二、PLC的功能增强,能解决复杂的计算机和通信问题。目前,PLC在国内外已广泛用于钢铁、采矿、水泥、石油、化工、电力、机械制造、汽车、装卸、造纸、纺织、环保和娱乐等行业。PLC主要应用在⑴、开关逻辑和顺序控制⑵、模拟控制⑶、定时控制⑷、数据处理⑸信号联锁系统⑹、通信联网等。最近一个时期内,PLC 产品的市场需求量一直保持平稳上升趋势。其一,PLC 是集三电一体化的多功能综合自动化装置。所谓的三电指的是电控、电仪和电传,这三种控制装置常常在一个工厂、一个车间,甚至在一个工段或一台设备上并存,却自成系统,互不往来。而只需要一台 PLC 控制设备既有逻辑控制功能,又有过程控制和运动控制功能,大大提高了生产效率、实现优化控制,使得 PLC 在竞争中居于强有力的地位。其二,PLC 能够与其他工业控制产品很好地融合。PLC 与 PC(个人计算机)的融合,PLC 与 DCS 的重叠融合,PLC 与 CNC 的融合等,都说明 PLC 与工业控制系统的一致性很高。 (科教作文网http://zw.NSEaC.com编辑发布)
 总之,PLC 在工业控制中应用极为广泛,可以说是无处不在。
 

第二章PLC与其他控制的比较

2.1  继电器控制方案
   几十年来,继电器控制系统为工业控制的发展起到了巨大的作用,而且目前仍然在工业领域中被大量应用(如图2.1所示为工业生产控制流程)。继电器控制柜是针对一定的生产机械、固定的生产工艺设计的,采用硬接线方式装配而成,只能完成既定的逻辑控制、定时、计数等功能,一旦生产工艺过程发生改变,则控制柜必须重新设计、重新装配。

 
                        图2.1  继电器控制压铸机的示意图
2.2集散控制方案
    集散控制系统又称分散控制系统,它是专门为工业过程控制设计的过程控制装置。它的应用场合是连续量的控制,集散控制系统是按用户的程序指令工作的。在集散控制系统中,根据被检测对象的特性采用不同的采样速度,例如,对流量点的采样周期是1s,对温度点的采样周期是20s等。此外,在集散控制系统中,可有多级优先集中断的设置。
                           图2.2 集散控制压铸机的示意图
 
2.3 PLC控制方案
 PLC由于应用了微电子技术好计算机技术,各种控制功能都是通过软件来实现的,因此只要改变程序并改变少量的接线端子,就可适应工艺的改变。从适应性、可靠性、方便性及设计、安装、维护等各方面进行比较,PLC都有显著的优势(如图2.2所示)。因此在用微电子技术改造传统产业的过程中,传统的继电器控制系统大多数将被PLC取代。 (科教作文网http://zw.ΝsΕAc.com发布)
 
 图2.3 压铸机的PLC控制原理图