螺栓液压拉伸器自动控制设计

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螺栓液压拉伸器自动控制设计

作者：黄仲杰等

来源：《卷宗》2014年第06期

摘要：本文通过对HXN5柴油机气缸盖螺栓液压拉伸器组装工艺和传统控制方式的分析，阐述了应用HMI和PLC自动控制液压拉伸器的原理，以及利用增量旋转编码器和压力变送器检测角度和压力关键工艺参数，达到装配快捷、有效，精确的保证了缸盖螺栓拉伸量符合组装工艺要求。

关键词：HMI触摸屏；PLC控制；压力变送器；编码器；液压拉伸器

1 缸盖螺栓液压拉伸器组装工艺分析

柴油机总组装工序之组装HXN5柴油机气缸盖时，将液压拉伸器放入工位后，四个T形

拉紧螺母旋入缸盖螺栓至底部，拉伸器内部螺母套与螺母完全啮合，每个T形螺母连一个液压缸，四个液压缸油管连在一起，采用弹簧复位，用气动液压泵通过液压软管连接至拉伸器，启动气动液压泵加压至预紧工艺参数值，关闭气阀，用工艺规定扭矩依次旋紧四个螺母套，并且将角度刻度盘调到0度，打开气阀，设备加压至拉伸工艺参数值，用工艺规定扭矩依次旋紧四个螺母套，使刻度盘角度显示值在工艺参数值之间。打开泄油阀，卸压，拆掉T型螺母，工作完成。以上操作流程看，需两人配合完成，一人观察压力表同时操作气阀，另一人施力扭力扳手并观察角度值，可见其效率低，且由于视觉误差和人为因素难以保证数据一致，影响组装质量。为此决定对该设备控制方式进行系统升级改造。

传统操作流程图

2 HMI和PLC自动控制方案设计

根据组装工艺规程，液压拉伸器机械部分基本保留不改动，添装四个旋转编码器检测螺母旋转角度，采用电动液压泵替代原气动液压泵，达到提高生产效率。液压系统压力由压力变送器转换为电流信号输入PLC，经程序运算后自动控制电动液压泵。工作压力设置根据组装工艺文件要求由HMI输入，紧螺栓和松螺栓各设置单独的界面，气缸盖四个螺母旋转角度由HMI 实时显示，液压泵启动、停止在HMI上操作。升级后操作流程图如下：

（四）HMI控制设计

根据工艺流程要求，HMI需要满足以下功能：（1）拧紧/松开选择功能（2）压力值任意设定、实际压力显示（3）角度值显示/清零（4）电动液压泵启动/停止控制（5）泄压控制。

主要HMI界面：开机进入第一页画面，按功能选择键进入第二画面或第三画面，按“返回”键从第二画面或第三画面返回到第一画面。