空調外機殼體孔加工機器人控制系統設計

張秀艷，董少崢

（大連科技學院，遼寧 大連 116052）

在國內大多數中小企業中，沖壓設備以傳統的機械式沖床為主。機械式沖床一般具有外形尺寸較大、工作環境噪聲高、沖壓力不可隨時調整以及能源的利用率低等缺點。同時，為了提高沖床的能量利用率以及增大沖床的工作沖擊慣性，一般都配備有巨大的飛輪，但事實上，設備運行時單位重量的輸出力低。另外在加工小尺寸的液壓元件時，能源浪費嚴重，而且由于沖擊過程的不穩定性，經常造成嚴重的人身事故?？准庸C器人是空調外機殼體孔生產中的重要設備，因此要求設備的可靠性高，自動化程度高。針對實際生產中的需要，用PLC控制系統實現孔機器人的控制。

1 孔機器人總體方案

孔機器人是利用壓縮液壓泵提供的壓縮液壓油經電磁閥進入氣缸，帶動活塞傳動到主軸上使主軸形成向下運動，從而形成沖力，使工件在模具中產生規定的變形而達到加工的目的。

沖壓過程及動作包括壓V形孔定位和沖舌形孔，沖頭位于移動臺上完成壓孔沖孔工作，滑臺有滾動絲杠控制其左右動作，伺服電機轉動控制絲杠傳動，伺服電機由伺服驅動器控制，伺服控制器與PLC模塊相連。

2 壓孔機床液壓部分設計

孔機器人的結構主要包括兩大部分：液壓控制部分和PLC控制部分。

整個壓孔機床的動作完全是屬于液壓傳動，PLC控制液壓部分的電磁閥從而控制液壓油缸動作，完成定位、夾緊、沖舌孔和壓V形孔的主要工作。其中沖壓部分采用立式結構，液壓缸采用三段缸體用拉桿連結而成，這種結構便于安裝。缸體之間的密封采用橡膠密封件，能有效防止內漏。壓孔機器人的液壓原理圖如圖1所示。

圖1 液壓理圖

3 孔機器人的硬件控制系統

孔機器人的工作原理和工藝流程的分析，確定孔機器人控制系統硬件設計方案。以可編程序控制器為核心，將可編程序控制器、脈沖模塊、伺服電機驅動系統接在一起，孔機器人各機構的運行。

在主回路中，有三種需要啟動的電機，沖孔液壓電機1、沖孔電機2和壓V形孔液壓電機3。考慮這三種電機容量不大，采用直接啟動電機的方式及當KM1、KM2閉合時，沖孔電機和壓V形孔電機得電開始工作，直接啟動不經過任何啟動設備，利用開關或接觸器，直接將電機接入電源，使電動機在額定電壓下啟動。這種啟動方式使用電氣設備少，控制線路簡單，啟動轉矩大。

4 結語

空調外機殼體孔機器人是一種新型的利用液壓技術和PLC控制沖壓機器人。該機器人從PLC的基本結構入手，對PLC控制系統的通用設計方法和提高系統可靠性的一些基本措施的應用研究作了嘗試，對PLC在實際現場控制過程中經常遇到的一些實際問題，如：PLC選型問題、擴展I/O點數和伺服控制問題等，提出了具體解決方案。該空調外機殼體孔機器人已經在空調生產廠家投入使用，對成本控制要求比較高的生產場合來說非常適用，能夠解決實際生產難題，同時為機器人化在生產制造業的實際應用具有參考價值。