铝型材挤压机的自动控制分析

铝型材挤压机说明书铝型材挤压机说明书一、引言铝型材挤压机是一种用于加工铝型材的专用设备。

本说明书将详细介绍铝型材挤压机的结构、工作原理、操作方法及维护保养等方面的内容，以帮助用户更好地了解和使用该设备。

二、设备结构铝型材挤压机由以下几个主要部分组成：1. 挤压机主机：包括机架、机柱、滑块等组成，承担铝型材挤压的主要工作。

2. 液压系统：提供动力支持，驱动挤压机主机运行。

3. 供料系统：将铝材料送入挤压机主机进行挤压加工。

4. 控制系统：控制挤压机的运行、速度调节、压力控制等。

三、工作原理1. 准备工作：将待加工的铝材料预先切割、加热至适宜温度，并调整好挤压机的参数。

2. 进料阶段：通过供料系统将铝材料送入挤压机主机。

3. 挤压阶段：控制系统启动液压系统，驱动挤压机主机运行。

液压缸将铝材料挤压至模具腔室中，形成所需的铝型材截面形状。

4. 冷却固化：挤压后的铝型材通过冷却系统进行快速冷却，使其固化定型。

5. 切割和整形：将冷却后的铝型材进行切割和整形，得到最终的产品。

6. 清洁保养：及时清理挤压机内外的杂质和残留物，并对设备进行保养，以确保设备的正常运行。

四、操作方法1. 设备开机前，确认各部件是否安装正确、连接牢固。

2. 打开电源，启动液压系统，确保液压油压力正常。

3. 根据加工要求设置挤压机的参数，如挤压速度、压力等。

4. 将铝材料放入供料系统中，并调整供料系统的进给速度。

5. 按下启动按钮，观察挤压过程中的运行状态，确保铝材料能够顺利挤压并形成型材。

6. 挤压完成后，关闭电源，清理设备内外的杂质和残留物。

五、维护保养1. 设备定期进行润滑和维护，保证各部件的正常运行。

2. 检查液压系统的油温和油质，定期更换液压油。

3. 清理供料系统和模具，防止杂质堆积影响挤压质量。

4. 定期检查设备的电气系统，确保电路和接线正常。

5. 长时间不使用时，对设备进行封存处理，防止设备受潮、氧化等。

6. 注意设备的安全操作，避免发生意外事故。

铝型材挤压机总结1. 引言铝型材挤压机是一种常用于制造铝型材的设备，通过将铝料加热至可挤压状态后，通过挤压机的压力将其通过模具挤压成各种形状的铝型材。

本文将对铝型材挤压机进行总结和分析。

2. 挤压机的工作原理铝型材挤压机主要由模具、锻造室、压铝机和液压系统等部分组成。

其工作原理可以简化为以下几个步骤： - 加热：铝料经过加热，使其达到可塑性状态。

- 上料：将加热后的铝料放入模具室。

- 压铝：启动挤压机，通过模具和压铝机的协作将铝料挤压成所需形状。

- 冷却：将挤压完成的铝材冷却，使其保持形状。

3. 挤压机的优势与传统的铸造方法相比，铝型材挤压机具有以下优势： - 高生产效率：挤压机能够快速完成对铝料的挤压加工，大大提高了生产效率。

- 节约材料：挤压机能够根据所需形状挤压铝材，避免了传统方法中的浪费和加工成本。

- 提高铝材强度：通过特殊的挤压工艺，挤压机能够显著提高铝材的强度和硬度，使其更适合工业生产的需求。

4. 挤压机的应用领域铝型材挤压机在多个领域有着广泛的应用，包括但不限于： - 建筑行业：用于制造各种铝合金门窗、幕墙及建筑骨架等构件。

- 汽车制造业：用于制造车身结构件、发动机零件等。

- 电子电器行业：用于制造散热器、电子外壳等。

- 航空航天工业：用于制造飞机结构件、导弹外壳等。

5. 挤压机的维护与保养为了保证挤压机的正常工作和延长其使用寿命，需要定期进行维护与保养。

以下是一些常见的维护措施： - 清洁：定期清洁挤压机各部位，清除积灰和杂质，保持设备的干净。

- 润滑：对设备各处需要润滑的部位进行定期润滑，以减少磨损和摩擦。

- 检查：定期检查设备的各个零部件是否正常运行，及时发现并处理问题。

- 更换磨损部件：根据设备的使用情况，及时更换磨损严重的零部件。

6. 结论铝型材挤压机是一种重要的铝材加工设备，具有高效率、节约材料和提高铝材强度等优势。

它在建筑、汽车、电子、航空航天等领域有着广泛的应用。

铝挤压机是一种专门用于生产铝型材的设备，它具有以下运行特点：1. 高效率：铝挤压机采用高温高压的原理，将铝棒挤压成所需形状的型材，生产效率高，能够满足大规模生产的需求。

2. 连续性：铝挤压机生产线通常是连续运行的，能够实现高效、稳定的生产，减少了人工干预，提高了生产效率和产品质量。

3. 自动化程度高：现代铝挤压机配备了各种先进的自动化控制系统，能够实现温度、压力、速度等参数的精确控制，提高了生产过程的稳定性和安全性。

4. 温度控制精确：铝挤压机配备了先进的加热和冷却系统，能够精确控制铝棒和模具的温度，从而保证型材的质量和精度。

5. 生产节奏快：铝挤压机能够快速响应生产需求，调整生产节奏，适应不同规格和不同长度铝型材的生产需求。

6. 高效排屑系统：铝挤压机在生产过程中会产生大量的屑末，为了保证设备的正常运行，通常会配备高效的排屑系统，及时清理屑末，保证设备的稳定运行。

7. 高强度压力：铝挤压机需要承受高强度的压力，因此对设备的要求较高，需要选择合适的材料和结构，保证设备的稳定性和安全性。

8. 精确模具：铝挤压机的模具精度要求较高，需要定期进行维护和更换，以保证设备的生产效率和型材的质量。

9. 环保要求高：铝挤压机在生产过程中会产生废气和噪音等污染，因此需要采取相应的环保措施，保证生产过程的环保性。

总的来说，铝挤压机的运行特点包括高效率、连续性、自动化程度高、温度控制精确、生产节奏快、高效排屑系统、高强度压力、精确模具和环保要求高等。

这些特点使得铝挤压机成为生产铝型材的重要设备之一，在建筑、交通、航空航天、电子等领域得到了广泛应用。

同时，为了保证设备的正常运行和生产效率，需要定期进行维护和保养，及时发现和解决问题，确保设备的稳定性和安全性。

48铝棒型材挤压机的PLC 控制王伟铝棒型材挤压机是将铝或铝合金棒料挤压加工成各种规格型材的机器。

对挤压机加工过程的控制是顺序控制。

作者应用可编程控制器,设计了一套自动控制系统,对挤压机加工过程进行自动(或手动)控制。

1、工艺过程分析挤压机工作时,先由加热炉将铝棒坯料加热到所需的挤压温度,然后送到供锭器中,供锭器自动将坯料和挤压垫送到模筒口,并由工作活塞将它们推入模筒,直到模口。

在快速推料时,供锭器自动复位。

与此同时,挤压筒和模具进行预热。

最后,由工作缸对坯料进行挤压加工。

在加工过程中,棒料由装在筒内的电热元件提供热能,以保持一定的温度。

挤压结束后,由剪切装置将制成品送入溜槽,并使挤压机各部件全部复位,一次挤压加工结束。

挤压机挤压加工过程可分为模具闭合、送锭进、挤压快进、送锭器复位、挤压工进、顶出残料、挤压轴退、模具开启、剪切残料、剪切复位等工序。

(加工工艺流程图如图1-1所示)。

另外,换模过程由手动控制,分为换模进,换模退两道工序。

(手动换模工艺流程图如图1-2所示)。

以上各道工序的动作通过液压系统完成,即由各种控制电器(如按钮、行程开关、电磁铁等)控制液压系统中的电动机带动各个油泵产生油压来执行。

另外说明两点:(1)利用压力检测开关检测油泵1、油泵2的压力,超压时,报警器报警,并自动切断整个控制系统。

(2)挤压工进到位后,经一定时间的延时,系统卸荷(YA5断电),延时时间由定时器TIM00控制。

2、PLC 型号选择及I /O 地址分配(作者单位:南通职业大学电子系226007)图1-2手动换模工艺流程图图1-1挤压工艺流程图摘要:利用可编程序控制器对铝棒型材挤压机的加工过程进行控制,提高了控制系统的可靠性,加快了执行速度,克服了电磁继电器动作时间长,触点抖动的缺点。

关键词:可编程序控制器型材挤压机设计控制系统南通职业大学学报J OURNAL OF NANT ONG VOCATIONAL COLL EGE 第14卷第3期2000年9月Vo l .14No .3Sept .20049根据挤压机的工艺和控制要求,选用日本立石公司的C60P 型可编程控制器。

铝业铝型材挤压机同步伺服节能改造方案0近年来，随着节能环保的要求逐渐提高，铝型材挤压机同步伺服节能改造方案成为了挤压机行业的一个热门话题。

铝型材挤压机在传统的工作方式下存在许多不足，效率低下、能耗大、产生噪音和振动等问题，因此，采用同步伺服控制技术对铝型材挤压机进行改造，能够有效提高其工作效率，降低能源消耗和环境污染，从而实现节能环保的目标。

一、挤压机同步伺服控制系统概述挤压机同步伺服控制系统是一种高效、高精度的控制系统，通过对挤压机各个关键部件进行同步调控，实现了挤压工艺的精确控制，提高了挤压机的工作效率和产品质量。

二、同步伺服控制系统的组成1.伺服电机：采用伺服电机作为驱动源，具有快速响应、高速度调节范围和较高控制精度的特点。

2.伺服电机控制器：负责控制伺服电机的工作状态和运动轨迹，实现与挤压机的同步控制。

3.传感器：安装在挤压机关键部位，用于实时监测挤压机的状态参数，如压力、速度和位置等。

4.控制系统：通过采集传感器反馈的参数，对伺服电机进行控制，以实现挤压过程中的同步控制。

三、挤压机同步伺服节能改造方案的主要措施1.改造伺服控制系统：将传统的驱动方式替换为同步伺服控制系统，提高挤压机工作精度和响应速度，实现性能优化，从而降低挤压机的能耗。

2.优化运动控制算法：通过对挤压机的运动控制算法进行优化，减少挤压过程中的能量损耗和机械运动冲击，提高运动平滑度，降低能源耗费。

3.改进液压系统：在同步伺服控制系统的基础上，对液压系统进行改造，提高液压系统的效率和能源利用率，减少泄漏和能耗损失。

4.优化机械结构：通过改进挤压机的机械结构，提高材料利用率，减少废品率，从而减少能源和原材料的消耗。

5.加强设备维护与管理：定期进行设备维护和保养，及时排除设备故障和隐患，提高设备的可靠性和使用寿命。

四、改造后的效益和推广前景1.降低能源消耗：通过同步伺服节能改造，挤压机在工作过程中能够实现能源的有效利用，降低能耗，减少对环境的污染。

铝型材挤压机的自动控制研究摘要：近年来，铝型材在我国建筑业、装潢业应用广泛，它具备自身轻巧、美观、质优、价廉等优势，是传统材料不可比拟的。

但是目前铝型材挤压机多采用继电器电路控制，这种方式具有一定弊端性。

因此，对铝型材挤压机的自动化控制提出了客观要求，通过编程实现挤压机各道工序的自动化进行，极大提高工作效率，实现经济效益与社会效益的统一。

关键词：铝型材；挤压机；自动控制中图分类号tg146.2+1 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）51-0040-02铝型材挤压机的功率大、生产效率高，广泛应用于我国铝型材料的挤压成型加工中。

现有的挤压机，几乎是通过液压系统来实现工作功能，而电控系统中则大多应用继电器逻辑顺序控制方法。

由于挤压机中各个执行部件的运动关系较复杂，挤压杆在一个工作循环中的运行形式可分为快进、工进、慢进以及快退等几种工况，而供锭器、剪刀、挤压筒等辅助运动也必须同主运动密切配合完成，因此控制铝型材挤压机的逻辑顺序线路非常复杂，再加上挤压机的动作频繁、工作周期短，在持续生产过程中的故障率高，且维护与维修的工作量大、成本高，在一定程度上制约了生产效率与经济效益的提高。

本文将对铝型材挤压机的自动控制要求、系统组成、要求等问题进行分析与阐述，以加快我国挤压机的自动控制发展。

1 铝型材挤压机工作原理铝型材挤压机是将铝或者铝合金的棒料挤压成为各种规格的型材的运转机器，在挤压机运转时，铝棒坯料经过加热炉加热到挤压所需的温度，然后送到供锭器中，由供锭器将坯料与挤压垫自动送到模筒口，工作缸活塞推模筒到模口，在快速地推料过程中，供锭器自动复位，此时挤压筒与模具实现预热，再进入工作缸中进行挤压加工。

在挤压的过程中，棒料依赖挤压筒中的电热元件保持温度，当挤压工作结束后，剪切装置会将制品与余料分离，剩料和压垫会落入残料溜槽中，压机中所有部件复原，完成一次挤压加工程序。

在整个铝型材挤压机工作的过程中，分模具闭合、挤压快进、模具开启等多道工序，这些动作都由液压系统中的电动机，带动大油泵、小油泵产生的油压来完成，而这些动作的控制装置则是各种电器，如行程开关、按钮开关、转换开关及电磁铁等。

挤压机的控制系统分析贾杰【摘要】随着制造业的快速发展,工业铝型材已被广泛的应用到各个高新产业,如航空、动车、船舶等.金属铝型材的成型工艺方法主要包含挤压、锻造、压延.根据挤压的成型工艺,重点阐述挤压机的控制系统.该套控制系统结合了PLC、MES、上位机四大系统,实现了生产工艺过程的在线智能化管理、可视化管理、过程控制、过程分析及产品的可追溯性.【期刊名称】《中国设备工程》【年(卷),期】2017(000)022【总页数】2页(P127-128)【关键词】挤压机;控制;自动化【作者】贾杰【作者单位】南山集团航材园挤压厂,山东龙口 265700【正文语种】中文【中图分类】TG334.9目前用于铝型材挤压的150MN正反向双动短行程挤压机,为国际铝挤压生产线吨位最大、技术最先进的挤压设备,并通过采用大量的编码器、传感器、接近开关、通讯等辅助元件控制挤压机各部件的动作,以达到控制精度准确,实现等温恒速挤压,以确保挤压的型材断面尺寸、表面质量、各项力学性能等均合格的型材.机械包括框架前、后梁,压余剪刀,移动梁,挤压杆,机械手,液压侧缸,挤压筒,装锭机,推料器,交接台,压余清理站等.液压包括液压泵站、阀站(插装阀、换向阀、单向阀、比例阀、节流阀、调速阀、溢流阀、稳压阀、截止阀)管路等.电气包括断路器、接触器、继电器、接近开关、光电开关、传感器、编码器、变频器、PLC控制模块、伺服电机、通讯模块等.软件包括西门子S7编程软件、上位机软件等.挤压工艺流程分为正向与反向挤压.正向挤压:型材的流出方向与挤压轴运动方向相同,特点是应用广泛,操作简单,生产灵活,截面跨度大但是摩擦力较大,对模具的磨损程度高.反向挤压:型材的流出方向与挤压轴运动方向相反,特点是摩擦力小但是生产局限性较大,性能优越.以上两种挤压方式虽然不同,但是整个生产的工艺流程基本一致.(1)准备工作:铝棒、模具、挤压筒等加热到适宜的温度,启动液压站,校准各部件的位置编码器、将各部件归初始位;(2)上模,将模具装到挤压机的模座上;(3)上棒,利用推料器已加热的铝棒送到装锭机钳口内;装锭机将铝棒送到挤压筒与模具中间;移动挤压筒,将铝棒放置到挤压筒内;(4)挤压杆进行加压,开始挤压;(5)利用牵引机从出料口牵引带料;(6)继续挤压至该支铝棒挤压完;(7)切压余,后退挤压筒,利用压余剪刀剪掉铝棒尾部的压余;(8)利用压余传送装置将压余传到压余料斗;(9)完成一次挤压工作,同时进入下一次循环. 上位机指能够直接发出相应操控指令的人机界面计算机,能够设定各种参数、显示各种动作及信号的变化.包括挤压温度、挤压速度、挤压力、温度、液位、各部件的动作状态及相关工艺参数的设定及报警故障显示,既方便了我们操作,使我们能够随时掌握设备的动作状态及设备的故障报警信息,又便于我们能够快速而准确的排除故障,实现可视化操作及管理.PLC可编程逻辑控制器,主要包含电源模块、CPU模块、输入模块、输出模块、通讯模块等,通过编程软件STEP7-V5.5编写控制程序,当挤压机由正向挤压切换为反向挤压时,只需选择反向功能切换按钮,即可激活并执行反向控制程序,操作极为方便. PLC控制系统与现场的传感器、编码器及上位机均是可以互相通讯交换数据信息的,整个挤压生产线各设备之间也是通过通讯系统进行信息数据的交换及传递,达到各设备之间动作协调与配合,减少等待时间,提高生产效率.各设备之间的信息传递与交换均是通过以太网及Profibus-DP 等通讯方式实现的.MES制造执行系统,把物料需求计划通过执行系统同车间作业现场控制系统联系起来,主要负责车间的生产管理及调度执行.并通过系统收集挤压生产的相关数据(同时包括设备的运行、点检、巡检、保养、检修、易损备件等)并对该数据进行分析,既可实现产品的可追溯性又可有效的做好设备保养、预防设备故障等.挤压机在进行挤压工艺的过程中,要求必须保持恒定的挤压速度,如果挤压速度不稳定,那么挤出的型材表面必定会呈现波纹状态,造成表面光洁度差,且型材容易发生变形,造成断面尺寸不合格等严重影响产品的质量问题,因此控制挤压速度的稳定是挤压工艺过程的关键因素之一.为了精确的控制挤压速度,我们采用了闭环反馈的控制方式,即在上位机上手动设定一挤压速度值,然后通过模拟量转换,经液压泵站的输出流量传递形成挤压运动速度,根据各传感器等检测并将其转换为电压或电流信号,再将该信号与设定的速度模拟信号量进行比较,然后根据这两个信号量的差值经放大器等处理器来进行信号放大或转换成电磁比例阀等能够识别的电压、电流信号,这个可识别的信号反馈控制相应的电磁阀、比例阀等以控制阀开比例及液压泵站输出的流量,从而达到控制速度稳定的效果.型材的挤压工艺采用的是热挤压方式,所以挤压所用的铝棒、模具、挤压筒等都需要控制在一定的温度范围内,但是也不是温度越高越好,因为温度越高,金属的内部组织晶粒生长加快,焊缝组织粗大,影响焊缝质量.由于不同的合金加热的温度有所不同,在此就不一一列举,只重点说明一下挤压筒的加热及控制.铝棒成型的工艺过程是铝棒在挤压筒内承受三个方向的不均匀压力,使其产生塑性变形,然后通过相应的模具孔或缝隙而形成的截面积较小、长度较长的型材.在此过程中挤压筒需要承受挤压过程中的高温、高压、高摩擦作用.考虑到挤压筒内衬、中衬、外衬的膨胀系数不同,本套系统采用梯度多段式加热,可以降低挤压筒内、中、外衬的温度分布梯度,缩小之间膨胀差,从而有效地防止内、中、外衬产生裂纹或脱出,进而提高挤压筒的使用寿命.等温挤压是指在整个挤压工艺过程中,确保出料口的温度始终保持恒定的状态.下面简述等温挤压的特点.(1)等温挤压能够使型材内部组织保持稳定的变形,良好的改善并提高材料塑性,从而形成复杂的断面型材.(2)在等温的条件下完成成型工作可以有效的保证型材的质量.(3)在等温的条件下挤压可以使得铝棒在受力的情况流过模具时,保证模具的温度基本一致,从而减少模具的磨损.挤压速度与挤压温度之间存在一定的关系,比如,提高挤压速度必定会导致挤压温度的升高,挤压温度升高反过来直接影响铝棒的受力变形速度,相当于改变了挤压速度.为了提高对挤压温度的控制,我们在挤压成型的出料口增加了高精度的红外测温仪,实时的监测挤压温度,并将此温度上传给PLC控制系统,PLC控制系统再将其与设定的挤压温度进行比较.(1)如果比较的结果是当前温度在预设的挤压温度范围内,那PLC继续按照当前的状态控制主缸速度继续挤压.(2)如果当前温度低于预设的挤压温度,那PLC控制系统会慢慢的增加主缸的速度从而提高挤压速度以达到温度一致(3)如果当前温度高于预设的挤压温度,那PLC控制系统会逐渐的减少主缸的速度,进而降低挤压速度以达到温度一致.挤压机最为完善的控制挤压方式采用的是将挤压筒的梯度加热、在挤压筒中通入冷却介质、恒速挤压及等温挤压4种方式结合起来,以实现整个挤压过程的自动控制. 为了更好的控制挤压温度,我们正在考虑增加挤压模具液态氮冷却系统进行恒温控制,同时,氮气属惰性气体,对挤压的型材不会产生影响,且氮气的沸点温度为-196℃,1kg液氮气化成-196℃的氮气时会吸收198J的热量,因此,在挤压过程中通过液氮对挤压模具温度进行实时的控制,确保在恒速挤压过程中的挤压温度保持恒定,从而真正的实现恒速等温挤压,若采用该套冷却系统,就可以将挤压速度进一步提升,可有效的提高生产效率.液氮冷却模具是在模套上增加冷却通道,通过控制系统控制液氮通过冷却通道喷射在模具工作带上亦或是直接喷到模套、模垫上,吸收热量,降低模具温度,使模具温度、型材出料口温度保持在稳定温度范围内,达到恒温的目的;同时,液氮气化后,形成惰性保护,可有效提高型材表面光洁度.挤压工艺中最为关键的两因素是挤压速度与挤压温度.挤压速度过高,金属变形功增大,挤压温度就会升高,挤压力降低,结果导致焊合力降低,直接影响产品的表面质量及力学性能等.要做到真正意义上的恒温等速挤压就必须不断的探索研究新思路,尽可能的准确监测并控制相关的工艺参数,同时加强优化完善控制程序,争取在控制方面取得进一步突破.【相关文献】[1]张君,杨合,何养民,韩炳涛,詹梅. 铝及铝合金型材等温挤压关键技术研究进展[J].重型机械 2003.。

大型挤压机节能控制系统的设计开发摘要：我国政府在产业政策上一直将节能设备的开发、推广作为重点发展的领域，鼓励和倡导节能降耗，促进能源的合理有效利用。

铝材行业属于典型的高耗能产业，作为铝材行业的主要生产设备铝材挤压机，也是主要的耗电设备。

挤压机节能系统在保证挤压机质量的前提下，有非常明显的节能降耗优势，降低企业生产成本，提高产品的竞争优势，增加企业的经济效益。

铝材行业属于典型的高耗能产业，作为铝材行业的主要生产设备铝材挤压机，也是主要的耗电设备。

本文通过对挤压过程能耗和控制系统进行分析，开发了新型的挤压机节能控制系统，该系统采用智能的电液控制技术，降低挤压机能耗，提高产品质量，推动了挤压机的技术进步。

关键词：挤压机节能降耗智能化电液控制1挤压机控制系统概述1.1挤压机控制系统分析挤压机是采用液压泵驱动，即其标准配置是电机驱动液压泵的形式。

传统挤压机一般采用普通电机驱动，液压泵采用定量泵、变量泵或者定变量泵组合。

目前小型节能型挤压机一般采用伺服电机驱动，液压泵采用定量泵，这种交流伺服系统应用在小型挤压机上，提高了铝型材挤压机的控制性能，节能效果非常明显。

对于大型挤压机而言，节能系统采用伺服电机+定量泵的交流伺服系统并不适用，原因是大型挤压机装机功率大，一般配置的主泵电机功率基本在200kW以上，而且需要的主泵电机数量很多。

如果大型挤压机的节能系统采用交流伺服系统，那么就需要多台功率在200kW以上的伺服电机及其控制系统。

目前市场上多以中小功率伺服电机为主，大功率的伺服电机价格昂贵，而且技术并不是很成熟。

因此100MN以上挤压机基本采用传统控制方式。

1.2挤压过程能耗分析挤压机是铝材挤压生产线的主要设备，挤压机的驱动系统采用液压驱动，通过液压驱动系统和电控系统控制，实现主机和辅机有效配合动作。

根据挤压工艺要求，挤压机在工艺循环过程的各个阶段，液压系统需要不同的工作压力和流量。

非挤压阶段，要求执行机构动作速度快，系统流量大，工作压力低。