用于液壓翻轉(zhuǎn)起模機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】用于液壓翻轉(zhuǎn)起模機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括監(jiān)控顯示器、操作臺(tái)、PLC、DO模塊、AO模塊、DI模塊、AI模塊、繼電器、比例放大器、開(kāi)關(guān)量檢測(cè)、模擬量檢測(cè)、減壓閥、電機(jī)、電磁閥、比例閥、行程開(kāi)關(guān)、信號(hào)檢測(cè)、位移傳感器、油溫檢測(cè)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、夾緊機(jī)構(gòu)、機(jī)架、承載輥道、起模振動(dòng)機(jī)構(gòu)、油箱所組成。本實(shí)用新型采用液壓缸雙缸或多缸同步驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)控制，這樣在對(duì)鑄型模樣與砂芯分離開(kāi)的起模操作過(guò)程中，工作平穩(wěn)，控制精度高，降低了鑄型砂芯損壞的現(xiàn)象和設(shè)備故障率，提高了生產(chǎn)效率和工作效率，其使用壽命及可靠性獲得了大大提高，并具有自動(dòng)化程度高、結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、使用元器件較少，對(duì)油液污染不敏感的特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】用于液壓翻轉(zhuǎn)起模機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于工業(yè)用于液壓翻轉(zhuǎn)起模機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種鑄造工業(yè)用于液壓翻轉(zhuǎn)起模機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]在鑄造行業(yè)以及相關(guān)行業(yè)，液壓翻轉(zhuǎn)起模機(jī)是樹(shù)脂砂造型過(guò)程中所用的關(guān)鍵設(shè)備之一，它的作用是把鑄型模樣與鑄型砂芯分離開(kāi)的起模工藝操作，這一工序的成敗直接影響鑄件質(zhì)量。但目前在用設(shè)備的自動(dòng)控制系統(tǒng)存在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不合理、驅(qū)動(dòng)控制精度不高、系統(tǒng)故障率高等缺點(diǎn)，往往容易出現(xiàn)鑄型砂芯損壞的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響樹(shù)脂砂造型生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]實(shí)用新型的目的:為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種鑄造工業(yè)用于液壓翻轉(zhuǎn)起模機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。
[0004]技術(shù)方案:為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種鑄造工業(yè)用于液壓翻轉(zhuǎn)起模機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，所述的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征是本實(shí)用新型包括監(jiān)控顯示器、操作臺(tái)、PLC (可編程控制器CPU-2DP)、D0模塊(數(shù)字量輸出模塊)、A0模塊(模擬量輸出模塊)、DI模塊(數(shù)字量輸入模塊)、AI模塊(模擬量輸入模塊)、繼電器、比例放大器、開(kāi)關(guān)量檢測(cè)、模擬量檢測(cè)、減壓閥、電機(jī)、電磁閥、比例閥、行程開(kāi)關(guān)、信號(hào)檢測(cè)、位移傳感器、油溫檢測(cè)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、夾緊機(jī)構(gòu)、機(jī)架、承載輥道、起模振動(dòng)機(jī)構(gòu)、油箱所組成。
[0006]所述的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征是本實(shí)用新型的控制原理是:液壓翻轉(zhuǎn)起模機(jī)的機(jī)架、承載輥道、起模振動(dòng)機(jī)構(gòu)、油箱等的開(kāi)關(guān)量信號(hào)(開(kāi)關(guān)量檢測(cè))，如行程開(kāi)關(guān)(各行程開(kāi)關(guān))和信號(hào)檢測(cè)(各種限位信號(hào)、指令檢測(cè)信號(hào))，以及模擬量信號(hào)(模擬量檢測(cè))，如位移傳感器(各液壓缸位移)和油溫檢測(cè)(油箱油溫)，通過(guò)DI模塊(數(shù)字量輸入模塊)、Al模塊(模擬量輸入模塊)輸入到PLC (可編程控制器CPU-2DP)中，經(jīng)過(guò)邏輯運(yùn)算和控制算法的計(jì)算，然后輸出所需的控制信號(hào)。PLC (可編程控制器CPU-2DP)的輸出通過(guò)DO模塊(數(shù)字量輸出模塊)、AO模塊(模擬量輸出模塊)也分為開(kāi)關(guān)量信號(hào)和模擬量信號(hào)兩種。輸出的開(kāi)關(guān)量信號(hào)(一般為24V直流電壓)通過(guò)繼電器來(lái)控制系統(tǒng)中減壓閥(各液壓系統(tǒng)減壓閥)以及電磁閥中的開(kāi)關(guān)電磁鐵的通斷電，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓翻轉(zhuǎn)起模機(jī)的液壓系統(tǒng)中油液的方向控制；另外還有對(duì)液壓翻轉(zhuǎn)起模機(jī)的其他的電器進(jìn)行控制，如電機(jī)的控制，包括有油源電機(jī)、承載輥道電機(jī)、起模振動(dòng)電機(jī)等控制。輸出的模擬量信號(hào)(0-10V的直流電壓)通過(guò)比例放大器，用于控制系統(tǒng)中比例閥閥芯的開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓翻轉(zhuǎn)起模機(jī)的液壓系統(tǒng)中油液的壓力和流量控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)夾緊油缸、液壓馬達(dá)和升降油缸的位置控制，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓翻轉(zhuǎn)起模機(jī)的夾緊、翻轉(zhuǎn)和升降的工藝要求控制。
[0007]作為優(yōu)化:本實(shí)用新型所述的自動(dòng)控制系統(tǒng)采用夾緊油缸雙缸夾緊、升降油缸四缸升降。所述的雙缸夾緊同步驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)控制是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)夾緊液壓缸的同步驅(qū)動(dòng)工作。位移傳感器檢測(cè)到A油缸、B油缸活塞的位移采樣后，發(fā)出信號(hào)，通過(guò)Al模塊(模擬量輸入模塊)輸入到PLC (可編程控制器CPU-2DP)，經(jīng)過(guò)邏輯運(yùn)算和控制算法的計(jì)算A油缸、B油缸活塞的位移誤差S Α、δ B和兩個(gè)油缸的同步誤差SC。調(diào)用模糊PID算法(在過(guò)程控制中，按偏差的比例(P)、積分(I)和微分(D)進(jìn)行控制的PID控制器算法)處理后輸出的通道Α、B的控制量信號(hào)，通過(guò)AO模塊(模擬量輸出模塊)轉(zhuǎn)換成模擬量信號(hào)，再傳給比例閥，調(diào)節(jié)比例閥Α、Β的開(kāi)度，達(dá)到對(duì)液壓缸活塞速度和位移的控制。同理、可實(shí)現(xiàn)升降油缸四缸升降同步驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)控制。
[0008]有益效果:本實(shí)用新型通過(guò)將現(xiàn)有的控制系統(tǒng)更改為比例控制與PLC控制相結(jié)合，采用液壓缸雙缸或多缸同步驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)控制，這樣就會(huì)在對(duì)鑄型模樣與鑄型砂芯分離開(kāi)的起模工藝操作中，工作平穩(wěn)，控制精度高，降低了鑄型砂芯損壞的現(xiàn)象和設(shè)備故障率，提高了生產(chǎn)效率和工作效率，其使用壽命及可靠性獲得了大大提高，并具有自動(dòng)化程度高、結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、使用元器件較少，對(duì)油液污染不敏感，適合工況要求的特點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)組成及控制原理框圖；
[0010]圖2是本實(shí)用新型的系統(tǒng)雙缸同步驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)控制流程圖；
[0011]圖3是本實(shí)用新型的系統(tǒng)工作流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]如附圖1所示的，其特征是本實(shí)用新型包括監(jiān)控顯示器(I)、操作臺(tái)(2)、PLC (3)、DO模塊(4)、AO模塊(5)、DI模塊(6)、Al模塊(7)、繼電器(8)、比例放大器(9)、開(kāi)關(guān)量檢測(cè)
(10)、模擬量檢測(cè)(11)、減壓閥(12)、電機(jī)(13)、電磁閥(14)、比例閥(15)、行程開(kāi)關(guān)(16)、信號(hào)檢測(cè)(17)、位移傳感器(18)、油溫檢測(cè)(19)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(20)、升降機(jī)構(gòu)(21)、夾緊機(jī)構(gòu)(22 )、機(jī)架(23 )、承載輥道(24 )、起模振動(dòng)機(jī)構(gòu)(25 )、油箱(26 )所組成。
[0013]如附圖1所示的，其特征是本實(shí)用新型的控制原理是:液壓翻轉(zhuǎn)起模機(jī)的機(jī)架
(23)、承載輥道(24)、起模振動(dòng)機(jī)構(gòu)(25)、油箱(26)等的開(kāi)關(guān)量檢測(cè)(10)檢測(cè)信號(hào)，如行程開(kāi)關(guān)(16)和信號(hào)檢測(cè)(17)，以及模擬量檢測(cè)(11 )，如位移傳感器(18)和油溫檢測(cè)(19)，通過(guò)DI模塊(6)、AI模塊(7)輸入到PLC (3)中，經(jīng)過(guò)邏輯運(yùn)算和控制算法的計(jì)算，然后輸出所需的控制信號(hào)。PLC (3)的輸出通過(guò)DO模塊(4)、A0模塊(5)，輸出的控制信號(hào)通過(guò)繼電器(8)來(lái)控制系統(tǒng)中減壓閥(12)以及電磁閥(14)中的開(kāi)關(guān)電磁鐵的通斷電，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓翻轉(zhuǎn)起模機(jī)的液壓系統(tǒng)中油液的方向控制；另外還有對(duì)液壓翻轉(zhuǎn)起模機(jī)的其他的電器進(jìn)行控制，如電機(jī)(13)的控制，輸出的控制信號(hào)通過(guò)比例放大器(9)，用于控制系統(tǒng)中比例閥
(15)閥芯的開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓翻轉(zhuǎn)起模機(jī)的液壓系統(tǒng)中油液的壓力和流量控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)夾緊機(jī)構(gòu)(22)的夾緊油缸、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(20)的液壓馬達(dá)和升降機(jī)構(gòu)(21)的液壓馬達(dá)和升降油缸的位置控制，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓翻轉(zhuǎn)起模機(jī)的夾緊、翻轉(zhuǎn)和升降的工藝要求控制。
[0014]如附圖2所示的，所述的雙缸夾緊同步驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)控制是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)夾緊液壓缸的同步驅(qū)動(dòng)工作。位移傳感器(18)檢測(cè)到A油缸、B油缸活塞的位移采樣后，發(fā)出信號(hào)，通過(guò)Al模塊(7)輸入到PLC (3)，經(jīng)過(guò)邏輯運(yùn)算和控制算法的計(jì)算A油缸、B油缸活塞的位移誤差δ Α、δ B和兩個(gè)油缸的同步誤差SC。調(diào)用模糊PID算法(在過(guò)程控制中，按偏差的比例(P)、積分(I)和微分(D)進(jìn)行控制的PID控制器算法)處理后輸出的通道Α、Β的控制量信號(hào)，通過(guò)AO模塊(5)轉(zhuǎn)換成模擬量信號(hào)，再傳給比例閥(15)，調(diào)節(jié)比例閥Α、B的開(kāi)度，達(dá)到對(duì)液壓缸活塞速度和位移的控制以實(shí)現(xiàn)雙缸的同步驅(qū)動(dòng)。同理、可實(shí)現(xiàn)升降油缸四缸升降同步驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)控制。
[0015]如附圖3所示的，所述的控制系統(tǒng)工作流程如下:
[0016]系統(tǒng)通電運(yùn)行，已具有適當(dāng)強(qiáng)度的鑄型及拖板進(jìn)入翻轉(zhuǎn)起模機(jī)，到位時(shí)接近開(kāi)關(guān)發(fā)出到位信號(hào)，夾緊機(jī)構(gòu)鎖緊裝置將拖板鎖緊在承載輥道上，起模振動(dòng)機(jī)構(gòu)的橡膠空氣彈簧充氣升起，行程開(kāi)關(guān)發(fā)出信號(hào)讓升降機(jī)構(gòu)升降油缸工作，使承載輥道工作臺(tái)升起，到位時(shí)接近開(kāi)關(guān)發(fā)出到位信號(hào)讓升降機(jī)構(gòu)升降油缸保持工作狀態(tài)，時(shí)間繼電器會(huì)指令翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)啟動(dòng)，起模機(jī)先是自然翻轉(zhuǎn)加速、再勻速翻轉(zhuǎn)、至翻轉(zhuǎn)過(guò)160°左右時(shí)、行程開(kāi)關(guān)會(huì)發(fā)出信號(hào)讓翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)動(dòng)作減慢、以后逐漸減速至翻轉(zhuǎn)足180°時(shí)速度降為O、翻轉(zhuǎn)到位，到位時(shí)接近開(kāi)關(guān)發(fā)出到位信號(hào)，升降機(jī)構(gòu)起模動(dòng)作開(kāi)始，同時(shí)起模振動(dòng)機(jī)構(gòu)開(kāi)始振動(dòng)，升降機(jī)構(gòu)油缸將鑄型板上升5_，起模檢測(cè)光電開(kāi)關(guān)復(fù)位，判斷起模順利，起模振動(dòng)裝置停止振動(dòng)，升降機(jī)構(gòu)升降油缸工作將拖板升至最高位，到位時(shí)接近開(kāi)關(guān)發(fā)出到位信號(hào)，升降機(jī)構(gòu)油缸停止，鑄型輸出，翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)180°時(shí)速度降為O、回轉(zhuǎn)到位，到位時(shí)接近開(kāi)關(guān)發(fā)出到位信號(hào)，拖板翻轉(zhuǎn)至最下方，夾緊機(jī)構(gòu)鎖緊裝置將拖板鎖緊松開(kāi)在承載輥道上，承載輥道輸出拖板，翻轉(zhuǎn)起模機(jī)一個(gè)工作循環(huán)完成，下一循環(huán)開(kāi)始。
【權(quán)利要求】
1.用于液壓翻轉(zhuǎn)起模機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的自動(dòng)控制系統(tǒng)包括監(jiān)控顯示器⑴、操作臺(tái)⑵、PLC(3)、D0模塊(4)、A0模塊(5)、DI模塊(6)、AI模塊(7)、繼電器(8)、比例放大器(9)、開(kāi)關(guān)量檢測(cè)(10)、模擬量檢測(cè)(11)、減壓閥(12)、電機(jī)(13)、電磁閥(14)、比例閥(15)、行程開(kāi)關(guān)(16)、信號(hào)檢測(cè)(17)、位移傳感器(18)、油溫檢測(cè)(19)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(20)、升降機(jī)構(gòu)(21)、夾緊機(jī)構(gòu)(22)、機(jī)架(23)、承載輥道(24)、起模振動(dòng)機(jī)構(gòu)(25)、油箱(26)所組成。
【文檔編號(hào)】B22C17/10GK203917827SQ201420130786
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年3月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月23日
【發(fā)明者】常少文, 蔡中士, 鐘祥鋼 申請(qǐng)人:遼寧沈車鑄業(yè)有限公司