塑料圆管熔接装置的控制系统设计

2016-06-21 07:02无锡机电高等职业技术学校王雪娇

电子世界 2016年11期

无锡机电高等职业技术学校王雪娇

塑料圆管熔接装置的控制系统设计

无锡机电高等职业技术学校王雪娇

【摘要】本文介绍了工业领域塑料圆管熔接装置的结构与功能，从气动和电气控制两方面，实现了该装置的系统设计。

【关键词】熔接装置；FESTO调压阀；控制系统设计

一、系统结构和功能介绍

利用电热熔接压铁将卷在金属滚筒上的塑料板片高温熔接成圆管。熔接压铁安装在一个双作用气缸活塞杆的前端。为防止压铁损伤金属滚筒，用带有压力表的调压阀将最大气缸压力调至4bar。气缸活塞杆在按下按钮后伸出，完全伸出时压铁对塑料板片进行熔接。气缸活塞只有在压铁到达设定位置并且压力达到3bar时才能回缩。

为保证熔接质量，应对气缸活塞杆的伸出进行节流控制。调节节流阀使得压力在气缸活塞杆完全伸出后3s才增至3bar，这时塑料板片在高温和压力的作用下熔接成了一个圆管。

为方便将熔接完成的塑料圆管取下，新的一次熔接过程必须在气缸活塞完全缩回2s后才能开始。通过一个定位开关可将这个加工过程切换到连续自动循环工作状态。

图1 塑料圆管熔接装置

二、调压阀

FESTO调压阀基本可以说是减压阀，减压阀的工作原理如下：高压介质通过一个小孔充到一个相对较大的腔里实现减压，实际上是靠节流减压，膜片或活塞的两面一面是出口腔，一面是人为给的压力，并且控制小孔大小的阀杆和膜片（活塞）相连，这样只要给一个固定的压力，那么出口腔的压力就会一直等于这个压力，这个认为给定的压力可以有弹簧、气源或液压源来提供。

图2 调压阀

三、控制回路分析

在进行回路设计时，我们可以把众多的控制要求分割成若干个小部分进行分析。

首先考虑气缸活塞伸出的控制，其控制条件有三个：按下按钮或定位开关以及气缸完全缩回满2秒。这里按钮和定位开关分别用来控制气缸实现单循环和连续循环动作，它们都可以启动气缸的动作。因此它们的关系显然是“或”的关系，可以通过梭阀来连接这两个元件。梭阀的输出，即为按钮与定位开关这两个条件“或”的结果。气缸完全缩回2秒可以用延时阀和行程阀连接实现，它与梭阀的输出这两个条件应在全部满足后，气缸才能伸出，所以这两个条件又是“与”的关系，可以通过双压阀或串联方式连接来实现。即假设按钮信号为条件X，定位开关信号为条件Y，延时信号为条件Z，则控制气缸活塞伸出的条件A=（X+Y）Z。

如果按下图对伸出控制部分的元件进行连接，启动后气缸活塞动作看似没有什么不同，但它与课题中的要求不是完全相符的。仔细分析就会发现，下图中延时阀的延时启动不仅需要气缸回缩到位后1S3发出的信号，还需要按钮或定位开关发出的信号。即在用按钮启动伸出时，要使延时阀产生输出，按钮就必须要持续按下满2秒钟，这显然不符合课题的控制要求，也不能符合生产实际需要。