塑料圓管熔接裝置的控制系統設計

2016-06-21 07:02:55無錫機電高等職業技術學校王雪嬌

電子世界 2016年11期

無錫機電高等職業技術學校王雪嬌

塑料圓管熔接裝置的控制系統設計

無錫機電高等職業技術學校王雪嬌

【摘要】本文介紹了工業領域塑料圓管熔接裝置的結構與功能，從氣動和電氣控制兩方面，實現了該裝置的系統設計。

【關鍵詞】熔接裝置；FESTO調壓閥；控制系統設計

一、系統結構和功能介紹

利用電熱熔接壓鐵將卷在金屬滾筒上的塑料板片高溫熔接成圓管。熔接壓鐵安裝在一個雙作用氣缸活塞桿的前端。為防止壓鐵損傷金屬滾筒，用帶有壓力表的調壓閥將最大氣缸壓力調至4bar。氣缸活塞桿在按下按鈕后伸出，完全伸出時壓鐵對塑料板片進行熔接。氣缸活塞只有在壓鐵到達設定位置并且壓力達到3bar時才能回縮。

為保證熔接質量，應對氣缸活塞桿的伸出進行節流控制。調節節流閥使得壓力在氣缸活塞桿完全伸出后3s才增至3bar，這時塑料板片在高溫和壓力的作用下熔接成了一個圓管。

為方便將熔接完成的塑料圓管取下，新的一次熔接過程必須在氣缸活塞完全縮回2s后才能開始。通過一個定位開關可將這個加工過程切換到連續自動循環工作狀態。

圖1 塑料圓管熔接裝置

二、調壓閥

FESTO調壓閥基本可以說是減壓閥，減壓閥的工作原理如下：高壓介質通過一個小孔充到一個相對較大的腔里實現減壓，實際上是靠節流減壓，膜片或活塞的兩面一面是出口腔，一面是人為給的壓力，并且控制小孔大小的閥桿和膜片（活塞）相連，這樣只要給一個固定的壓力，那么出口腔的壓力就會一直等于這個壓力，這個認為給定的壓力可以有彈簧、氣源或液壓源來提供。

圖2 調壓閥

三、控制回路分析

在進行回路設計時，我們可以把眾多的控制要求分割成若干個小部分進行分析。

首先考慮氣缸活塞伸出的控制，其控制條件有三個：按下按鈕或定位開關以及氣缸完全縮回滿2秒。這里按鈕和定位開關分別用來控制氣缸實現單循環和連續循環動作，它們都可以啟動氣缸的動作。因此它們的關系顯然是“或”的關系，可以通過梭閥來連接這兩個元件。梭閥的輸出，即為按鈕與定位開關這兩個條件“或”的結果。氣缸完全縮回2秒可以用延時閥和行程閥連接實現，它與梭閥的輸出這兩個條件應在全部滿足后，氣缸才能伸出，所以這兩個條件又是“與”的關系，可以通過雙壓閥或串聯方式連接來實現。即假設按鈕信號為條件X，定位開關信號為條件Y，延時信號為條件Z，則控制氣缸活塞伸出的條件A=（X+Y）Z。

如果按下圖對伸出控制部分的元件進行連接，啟動后氣缸活塞動作看似沒有什么不同，但它與課題中的要求不是完全相符的。仔細分析就會發現，下圖中延時閥的延時啟動不僅需要氣缸回縮到位后1S3發出的信號，還需要按鈕或定位開關發出的信號。即在用按鈕啟動伸出時，要使延時閥產生輸出，按鈕就必須要持續按下滿2秒鐘，這顯然不符合課題的控制要求，也不能符合生產實際需要。