硬質(zhì)合金粉末壓機(jī)控制設(shè)計(jì)方案.docx

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硬質(zhì)合金粉末模盒壓機(jī)安全自動(dòng)控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì)方案 粉末冶金是制取金屬粉末或用金屬粉末（或金屬粉末與非金屬粉末的混合物）作為原料，經(jīng)過(guò)成形和燒結(jié)，制取金屬材料、復(fù)合材料以及各種類(lèi)型制品的工業(yè)技術(shù)。目前，粉末冶金技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于交通、機(jī)械、電子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核工業(yè)等領(lǐng)域，成為新材料科學(xué)中最具發(fā)展活力的分支之一。粉末冶金技術(shù)具備顯著節(jié)能、省材、性能優(yōu)異、產(chǎn)品精度高且穩(wěn)定性好等一系列優(yōu)點(diǎn)，非常適合于大批量生產(chǎn)。另外，部分用傳統(tǒng)鑄造方法和機(jī)械加工方法無(wú)法制備的材料和復(fù)雜零件也可用粉末冶金技術(shù)制造，因而備受工業(yè)界的重視。 粉末首先要成型為所需形狀的坯塊。成型的目的是制得一定形狀和尺寸的壓坯，并使其具有一定的密度和強(qiáng)度。成型的方法基本上分為加壓成型和無(wú)壓成型。加壓成型中應(yīng)用最多的是模壓成型。 本方案是為一臺(tái)60噸液壓成型機(jī)設(shè)計(jì)的安全自動(dòng)控制系統(tǒng)。應(yīng)用戶的要求系統(tǒng)采用繼電器控制電路，采用安全光柵保護(hù)。 1. 設(shè)計(jì)思路 本方案是基于提高生產(chǎn)效率，增強(qiáng)安全防護(hù)性能的思路進(jìn)行的設(shè)計(jì)。 1.1操作流程 壓機(jī)采用單循環(huán)操作。模盒放入工位后，按下啟動(dòng)按鈕（AN1）壓機(jī)開(kāi)始自動(dòng)運(yùn)行。上油缸緩慢下壓至下限位（）將模盒壓緊，振動(dòng)氣缸進(jìn)行振動(dòng)3~5秒，振動(dòng)結(jié)束上油缸快速提升到位，下氣缸上升頂出模盒，人工取出模盒，下氣缸自動(dòng)回位，準(zhǔn)備下一個(gè)循環(huán)。 流程圖（見(jiàn)附圖） 1.2元件選取 本控制系統(tǒng)出于安全考慮采用DC24V直流電壓，輸入繼電器選用小型繼電器（），輸出繼電器選用中型繼電器（），控制信號(hào)選用接近開(kāi)關(guān)（），增加一組安全光柵（）。 執(zhí)行元件為4個(gè)電磁閥組，控制電壓DA220V 2. 電路分析 2.1電源 輸入電源DA220V，由1個(gè)（）三聯(lián)空氣開(kāi)關(guān)控制。1路用于電磁閥組的輸出電源，另1路經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)電源（）進(jìn)行變壓整流后作為控制電路的電源。 2.2電路控制 2.2.1安全控制 本方案堅(jiān)持安全第一的設(shè)計(jì)原則，安全控制由1組急停按鈕和安全光柵組成。采用自鎖式急停按鈕，按鈕設(shè)置在操作盤(pán)的上方明顯位置，操作者可隨手觸及到。急停按鈕為常閉按鈕，觸碰后可立即切斷控制電源，使設(shè)備及時(shí)停止運(yùn)行。為了防止操作人員手進(jìn)入壓機(jī)發(fā)生機(jī)械傷害，在壓機(jī)的操作端設(shè)置一組安全光柵，控制高度250mm，長(zhǎng)度600mm，光柵間距25mm。當(dāng)手進(jìn)入光柵范圍內(nèi)，光柵發(fā)出信號(hào)立即切斷控制電源，使設(shè)備及時(shí)停止運(yùn)行，從而避免發(fā)生人身傷害事故。 2.2.2自動(dòng)控制 本方案遵循提高生產(chǎn)效率的設(shè)計(jì)思路，系統(tǒng)采用單循環(huán)自動(dòng)控制。按動(dòng)啟動(dòng)按鈕后壓機(jī)進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，每完成1次循環(huán)執(zhí)行1次操作。 （1）模盒振動(dòng)延時(shí) 啟動(dòng)按鈕（TA1）按下，振動(dòng)氣缸輸出繼電器（JZ）通電，常開(kāi)觸點(diǎn)（JZ-1）閉合，實(shí)現(xiàn)自鎖。常開(kāi)觸點(diǎn)（JZ-2）閉合，接通振動(dòng)延時(shí)繼電器（JS1）進(jìn)行延時(shí)控制。延時(shí)8~10S后串聯(lián)在繼電器（JZ）中的常閉觸點(diǎn)（JS1-1）打開(kāi)，振動(dòng)氣缸輸出繼電器（JZ）斷電。模盒振動(dòng)操作完成。 （2）下壓下降、上升（延時(shí)） 啟動(dòng)按鈕（TA2）按下，下壓油缸輸出繼電器（J1）通電，常開(kāi)觸點(diǎn)（J1-1）閉合，實(shí)現(xiàn)自鎖。常閉觸點(diǎn)（J1-2）斷開(kāi)下壓上升延時(shí)繼電器（JS2）。下壓油缸下降運(yùn)行到位，下壓到位接近開(kāi)關(guān)繼電器（X1）動(dòng)作，常閉觸點(diǎn)（X1-1）斷開(kāi)，下壓下降繼電器（J1）斷電，下壓下降動(dòng)作停止；常開(kāi)觸點(diǎn)（X1-2）閉合；同時(shí)，下壓下降繼電器（J1）常閉觸點(diǎn)（J1-2）閉合，接通延時(shí)繼電器（JS2）進(jìn)行延時(shí)控制。延時(shí)3~5S后（JS-2）常開(kāi)觸點(diǎn)（JS2-1）閉合，下壓上升繼電器（J2）通電，下壓油缸上升運(yùn)行到位，上升到位接近開(kāi)關(guān)繼電器（X2）動(dòng)作，常閉觸點(diǎn)（X2-1）斷開(kāi)，下壓上升繼電器（J1）斷電，下壓上升動(dòng)作停止。 （3）頂出氣缸上升、下降 頂出油缸上升運(yùn)行到位后，啟動(dòng)按鈕（TA3）按下，頂出油缸上升輸出繼電器（J3）通電，常開(kāi)觸點(diǎn)（J2-1）閉合，實(shí)現(xiàn)自鎖。常閉觸點(diǎn)（J2-2）斷開(kāi)頂出下降電器（J4）。頂出油缸上升運(yùn)行到位，頂出上升到位接近開(kāi)關(guān)（S3）動(dòng)作使繼電器（X3）通電，常閉觸點(diǎn)（X3-1）斷開(kāi)，頂出下降繼電器（J3）斷電，頂出上升動(dòng)作停止；常開(kāi)觸點(diǎn)（X3-2）閉合；頂出下降繼電器（J4）通電，頂出下降繼電器（J4）常閉觸點(diǎn)（J1-2）閉合，實(shí)現(xiàn)自鎖。頂出油缸下降運(yùn)行到位，下降到位接近開(kāi)關(guān)（S3）動(dòng)作使繼電器（X3）通電，頂出下降繼電器（J1）斷電，頂出下降動(dòng)作停止。 3. 安裝 3.1盤(pán)面布置 整個(gè)控制原件和電路安裝在500700200的控制箱內(nèi)。急停按鈕設(shè)置在操作臺(tái)正前方的位置，操作者隨手可以觸及到。振動(dòng)氣缸的啟動(dòng)按鈕設(shè)置在操作臺(tái)左上方。下壓和頂出開(kāi)關(guān)為腳踏開(kāi)關(guān)，安裝在操作臺(tái)的下方。 3.2開(kāi)關(guān)位置 接近開(kāi)關(guān)安裝在機(jī)械運(yùn)動(dòng)不能直接觸碰到的位置，在運(yùn)動(dòng)裝置上設(shè)置接觸桿進(jìn)行觸動(dòng)。安全光柵要在同一水平安裝，以保證運(yùn)行的可靠性。 4. 調(diào)試 安裝完成后要對(duì)照?qǐng)D紙仔細(xì)檢查核對(duì)端子、線號(hào)，查看壓線頭的虛實(shí)，確認(rèn)無(wú)誤后再進(jìn)行空載調(diào)試。 4.1空載調(diào)試 在不連接輸出負(fù)載的情況下調(diào)試開(kāi)關(guān)和電路。調(diào)試步驟： （1） 接通電源 （2） 合上空氣開(kāi)關(guān)QF1，看開(kāi)關(guān)電源指示燈是否亮。 （3） 合上空氣開(kāi)關(guān)QF2，看運(yùn)行指示燈是否亮。 （4） 調(diào)試安全光柵?？垂ぷ髦甘緹羰欠窳?。如不亮，檢查連接線。如亮，在光柵間伸入木棍雷的物體，看光柵是否動(dòng)作，如動(dòng)作看J0是否動(dòng)作。 （5） 調(diào)試接近開(kāi)關(guān)。用金屬棒接近接近開(kāi)關(guān)看工作指示燈是否亮。如不亮，檢查連接線，調(diào)整接近距離。 4.2負(fù)載調(diào)試 在完成空載調(diào)試后可以接通負(fù)載進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試步驟： （1） 調(diào)試振動(dòng)氣缸。設(shè)定延時(shí)繼電器時(shí)間3~5秒，按動(dòng)振動(dòng)啟動(dòng)按鈕，測(cè)算延時(shí)時(shí)間。到時(shí)是否停止運(yùn)行，如不停止按下停止按鈕，重新設(shè)定延時(shí)時(shí)間。 （2） 調(diào)試下壓油缸上升和下降到位接近開(kāi)關(guān)?？瓷仙轿唤咏_(kāi)關(guān)工作指示燈是否亮。如不亮，檢查連接線。如亮，按動(dòng)下壓?jiǎn)?dòng)按鈕，觀察下降運(yùn)行狀態(tài)，下壓至下降位，下降到位接近開(kāi)關(guān)工作指示燈是否亮。如不亮按下急停按鈕停止運(yùn)行。用金屬棒貼近接近開(kāi)關(guān)再看指示燈是否亮。如亮，調(diào)整接近開(kāi)關(guān)位置。 （3） 調(diào)試下壓油缸上升和下降到位接近開(kāi)關(guān)?？瓷仙轿唤咏_(kāi)關(guān)工作指示燈是否亮。如不亮，檢查連接線。如亮，按動(dòng)下壓?jiǎn)?dòng)按鈕，觀察下降運(yùn)行狀態(tài)，下壓至下降位，下降到位接近開(kāi)關(guān)工作指示燈是否亮。如不亮按下急停按鈕停止運(yùn)行。用金屬棒貼近接近開(kāi)關(guān)再看指示燈是否亮。如亮，調(diào)整接近開(kāi)關(guān)位置。 （4） 下壓下降過(guò)程中在光柵間伸入物體，看光柵是否動(dòng)作，如動(dòng)作看J0是否動(dòng)作，下壓下降過(guò)程中是否停止。 （5） 試急停按鈕是否有效。壓機(jī)運(yùn)行過(guò)程中按下急停按鈕看所有動(dòng)作是否停止。  振動(dòng)氣缸延時(shí)停止 振動(dòng)氣缸延時(shí) 振動(dòng)氣缸待位 下壓油缸下降 下壓油缸待位 頂出油缸下降 停止 頂出油缸下降 頂出油缸上升 停止 頂出油缸上升 下壓油缸上升 停止 下壓油缸上升 下壓油缸上升 延時(shí) 下壓油缸下降 停止