专利名称：数控液压拉伸、挤压机的触摸控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种数控液压拉伸、挤压设备，具体涉及这类拉伸、挤压设备上使用的一种触摸控制装置。
背景技术：
液压拉伸、挤压机属于一种压延机械，在日用五金、家电、汽车、消防器材、铝制品、搪瓷制品、不锈钢制品等行业具有广泛应用。这类机械利用液压作为动力通过特定机构和模具对各种可塑性变形的金属材料进行拉伸或挤压加工。比如拉伸机适合对各种金属薄板进行拉伸加工成型，而挤压机可对各种金属材料进行压力加工和成型，如冲压、挤压、弯曲、折边、铆接、整形等。
目前市场上普通的液压拉伸机和挤压机一般由机架、油缸、液压系统、控制装置几部分组成。其中，控制装置往往沿用传统的接触器触点式控制系统，在行程控制方面，使用接近开关及行程开关，操作采用手动操作杆。由于普通的接触器控制线路复杂繁琐，抗干扰能力差，容易产生故障；接近开关和行程开关精度差，而且调整困难；手动操作液压阀控制油缸升降运动，不仅工作效率低，劳动强度大，操作繁琐，而且存在很大的安全隐患。为了克服上述缺陷，近年来有一些液压拉伸机和挤压机采用可编程控制器(PLC)进行数字化改造，实现了数控，但其控制装置整体缺少人机对话界面，缺乏人性化设计，调整和操控性不强，这与当今其它领域中设备的控制技术相比存在一定差距。
发明内容
本实用新型目的是提供一种数控液压拉伸、挤压机的触摸控制装置，该装置将触摸屏、可编程控制器以及编码器等技术有机结合，不仅要实现数控操作，而且要获得良好的人机对话效果，使机器的操作和调整更加方便简洁。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种数控液压拉伸、挤压机的触摸控制装置，包括触摸屏、可编程控制器、驱动电路、三位四通电磁阀、油缸行程传动机构以及编码器；触摸屏通过接口电路与可编程控制器连接；可编程控制器控制输出端经驱动电路接三位四通电磁阀的控制线圈，三位四通电磁阀接油缸两端的输油口；油缸的活塞经油缸行程传动机构与编码器的输入端连接，编码器的数字信号输出端接可编程控制器的信号输入端。
上述技术方案中的有关内容解释如下1、上述方案主要是针对液压拉伸、挤压机油缸工作状态和行程的控制来描述的，如果这种设备只有一个工作油缸，则只有一套控制输出和控制输入；如果有两个工作油缸，则要有两套对应的控制输出和控制输入，以此类推。具体可以描述为可编程控制器控制输出端对应每个三位四通电磁阀设置，每个三位四通电磁阀与相应的一个油缸输油口连接；每个油缸上配置一油缸行程传动机构和一编码器，该编码器的数字信号输出端接可编程控制器的相应信号输入端。
2、除了上述方案描述的油缸工作状态和行程的控制而外，还包括对油泵电机的控制以及一些指示信号的控制等。
3、上述方案中，所述编码器为旋转编码器，油缸行程传动机构包括一支架，支架上设有同步带，同步带一端由同步轮张紧支承，另一端与编码器旋转输入端连接，同步带上的行程同步点通过一行程位杆与油缸的活塞连接。
本实用新型工作原理是将本方案应用于液压拉伸、挤压机上，工作时，可编程控制器按照预先编制的软件程序、预先设定的相关数据以及编码器传送的油缸运动行程数据，通过控制电磁阀控制线圈的得电与失电，控制三位四通电磁阀的阀位，进而控制对应油缸的工作状态及行程。该装置将触摸屏、可编程控制器以及编码器等技术有机结合，并应用在液压拉伸、挤压机上，不仅实现了数控自动化操作，而且获得了良好的人机对话效果，使机器的操作和调整更加方便简洁。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点1、采用可编程控制器(PLC)大量的逻辑控制，以及数字运算，通过软件编程实现操作的自动化。代替了传统的接触器触点式控制系统，减少了由于触点机械式故障以及接线端接触不良的故障。相比之下，普通的接触器控制线路复杂繁琐，容易产生故障，而且维修不方便，而使用PLC控制，一旦程序稳定后，一般的故障在PLC外围的电气线路上，因此维护方便。当设备需要更换或增加功能时，对PLC控制只要修改程序即可，而继电器控制则需要更改大量的硬件电路。另外，PLC抗干扰能力强，因而在比较恶劣的环境条件下也能正常工作，而单机控制，抗干扰能力较差。
2、触摸屏的使用提供了一种人机界面，获得了良好的人机对话效果，一方面更有利于实时监控，另一方面给用户操作带来方便，使设备的操作和调整更加简洁，具有人性化特点。比如在行程控制上，只需要在触摸屏上输入与产品工艺相关的尺寸数据，即可实现操作，比以往使用接近开关及行程开关的控制方便，不需要反复调节行程开关的位置，而且拉伸、开摸的行程准确显示在触摸屏上，用户十分清楚油缸的位置，同时可监控各油缸的工作状态。阅读触摸屏上的操作说明，即可操作本机。
3、采用高精度旋转编码器代替接近开关与行程开关，实现了数字监控，比之接近开关精确，而且不会因为触点接触不良或触点损坏而产生故障。
附图1为本实用新型触摸控制装置原理框图。
附图2a为拉伸工艺原位图。
附图2b为拉伸工艺压边图。
附图2c为拉伸工艺拉伸图。
附图2d为拉伸工艺回程图。
附图2e为拉伸工艺开模图。
附图3为实施例一整机结构示意图。
附图4a为实施例一液压系统原理图。
附图4b为实施例一液压系统中电磁阀V1、V2的电磁衔铁2DT、3DT、1DT、4DT对应拉伸工序表。
附图5为实施例一控制原理图。
附图6为实施例一控制流程图。
附图7为实施例一油缸行程传动机构示意图。
附图8为实施例二控制原理图。
以上附图中，1、压边机构；2、下油缸；3、上油缸；4、机架；5、立柱；6、上缸座；7、压边台板；8、工作台板；9、机座；10、支架；11、同步带；12、同步轮；13、编码器；14、行程同步点；15、行程拉杆。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述实施例一一种数控液压双动拉伸机，参见图3所示，由机架4、压边机构1、下油缸2、上油缸3、液压系统和触摸控制装置几部分组成。机架4作为整机的架体结构，主要由四根立柱5、上缸座6、压边台板7、工作台板8、机座9组成。压边机构1为一种内翻双曲肘机构，位于工作台板8与机座9之间。下油缸2为压边油缸，位于机座9底部。上油缸3为主油缸，也是拉伸油缸。
拉伸原理见图2a～图2e，从这些图可以看出，典型的拉伸工艺过程为原位→压边→拉伸→回程→开模→原位。
液压系统如图4a所示，有两只三位四通电磁阀V1、V2，以及通过V1、V2向上、下油缸3、2提供液压的油泵B。V1、V2的出油口分别接上、下油缸3、2两端输油口S、R和O、P。切换三位四通电磁阀V1、V2的阀位，可以控制上、下油缸3、2中活塞杆的升降动作。两只三位四通电磁阀V1、V2的电磁衔铁2DT、3DT、1DT、4DT分别受控于可编程控制器PLC。电磁阀V1、V2的电磁衔铁2DT、3DT、1DT、4DT对应拉伸工序的受控状态见图4b所示。
本实施例数控液压双动拉伸机的触摸控制装置，见图5所示，人机对话界面采用触摸屏，可编程控制器PLC采用台达DVP-32ES型，驱动电路采用四个中间继电器KM1(压边)、KM2(拉伸)、KM3(回程)、KM4(开模)，分别对应两只三位四通电磁阀的四个控制线圈，两个旋转编码器中一个为上缸编码器，另一个为下缸编码器。其接线关系为触摸屏通过RS485接口电路与可编程控制器连接；可编程控制器控制输出端Y0、Y1、Y2、Y3分别接四个中间继器KM1、KM2、KM3、KM4，四个中间继器分别接两只三位四通电磁阀中的压边、拉伸、回程、开模控制线圈P、S、R、O；两只旋转编码器的三个数字信号输出端001、000、002分别接可编程控制器的信号输入端X0、X1、X2。
油缸行程传动机构如图7所示，包括一支架10，支架10上设有同步带11，同步带11一端由同步轮12张紧支承，另一端与编码器13旋转输入端连接，同步带11上的行程同步点14通过一行程拉杆15与油缸的活塞杆连接。
本实施例数控液压双动拉伸机进入自动程序后，可编程控制器PLC首先控制压边线圈得电，吸合三位四通电磁阀V2的电磁铁1DT，接通下油缸2的下腔油路，使活塞杆带动工作台板上升，此时被下油缸2带动的传动机构驱使下旋转编码器将工作台板的运动行程转化为数字信号，传递可编程控制器PLC，直至待拉伸件毛坯的周边触及压边台板，并被牢牢压住，此时可编程控制器PLC根据旋转编码器传来的数字信号，控制下油缸保压；接着可编程控制器PLC控制拉伸线圈得电，吸合三位四通电磁阀V1的电磁铁2DT，接通上油缸3的上腔油路，上油缸带动凸模向下运动，将毛坯位伸成型，在此过程中，被上油缸带动的传动机构驱使上旋转编码器将凸模的运动行程转化为数字信号，传递到可编程控制器PLC，使PLC可以根据旋转编码器传来的数字信号，控制上油缸停止下压。在完成拉伸成型加工后，可编程控制器PLC将按上述类似原理控制上、下油缸完成回程和开模运动，最后回到初始位置，准备拉伸下一毛坯。
此外，本实施例中的触摸控制装置还设置了以下开关自动启动SB7、手动压边SB3、手动位伸SB4、手动回程SB5、手动开模SB6以及手动、单向、双向、单动SA1，见图5。由于本实施例设置了各种操作程序，因此操控灵活，功能强大，只须转换选择开关，选择状态，即可实行单向、双向多种功能，使拉伸机可当作各种设备使用，如，在单向，双向状态时，当作拉伸机，在单动时，可用作切边下料，作冲床用。在行程控制上，程序设计了保护功能，假如上、下油缸一旦超出了行程，在0.5秒钟之内迅速关断电磁阀，有效地保护了缸体及密封件。
实施例二一种数控液压双动拉伸机，由机架、压边机构、下油缸、上油缸、液压系统和触摸控制装置几部分组成。与实施例一不同之处在于可编程控制器PLC采用三菱FX1S-30MT型，相应的控制原理如图8所示，由于原理相同，接线类似这里不再重复描述。其它与实施例一相同。
权利要求1.一种数控液压拉伸、挤压机的触摸控制装置，其特征在于包括触摸屏、可编程控制器、驱动电路、三位四通电磁阀、油缸行程传动机构以及编码器；触摸屏通过接口电路与可编程控制器连接；可编程控制器控制输出端经驱动电路接三位四通电磁阀的控制线圈，三位四通电磁阀接油缸两端的输油口；油缸的活塞经油缸行程传动机构与编码器的输入端连接，编码器的数字信号输出端接可编程控制器的信号输入端。
2.根据权利要求1所述的触摸控制装置，其特征在于所述可编程控制器控制输出端对应每个三位四通电磁阀设置，每个三位四通电磁阀与相应的一个油缸输油口连接；每个油缸上配置一油缸行程传动机构和一编码器，该编码器的数字信号输出端接可编程控制器的相应信号输入端。
3.根据权利要求1或2所述的触摸控制装置，其特征在于所述编码器为旋转编码器，油缸行程传动机构包括一支架，支架上设有同步带，同步带一端由同步轮张紧支承，另一端与编码器旋转输入端连接，同步带上的行程同步点通过一行程位杆与油缸的活塞连接。
专利摘要一种数控液压拉伸、挤压机的触摸控制装置，其特征在于包括触摸屏、可编程控制器、驱动电路、三位四通电磁阀、油缸行程传动机构以及编码器；触摸屏通过接口电路与可编程控制器连接；可编程控制器控制输出端经驱动电路接三位四通电磁阀的控制线圈，三位四通电磁阀接油缸两端的输油口；油缸的活塞经油缸行程传动机构与编码器的输入端连接，编码器的数字信号输出端接可编程控制器的信号输入端。本实用新型将触摸屏、可编程控制器以及编码器等技术有机结合，并应用在液压拉伸、挤压机上，不仅实现了数控操作，而且获得了良好的人机对话效果，使机器的操作和调整更加方便简洁。
文档编号G06F3/03GK2718638SQ20042002782
公开日2005年8月17日 申请日期2004年6月7日 优先权日2004年6月7日
发明者韩建国 申请人:苏州市越海拉伸机械有限公司