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企業(yè)資訊
普通立式銑床自動化改造

關(guān)鍵詞: 立式銑床; 自動化改造; PLC


  

      0 引言


     隨著科學(xué)技術(shù)的進步、人工成本的上漲、市場環(huán)境的改變,自動化已成為機械制造業(yè)的發(fā)展趨勢之一。在企業(yè)中對原有手動操作機床進行自動化改造,可提高企業(yè)的工作效率、增加企業(yè)的經(jīng)濟效益、提升企業(yè)的市場競爭力,使企業(yè)能夠更好地適應(yīng)當(dāng)今社會的發(fā)展需求,具有普遍的社會意義。


     在此背景下,校企合作利用 PLC 控制器改造一臺立式銑床,實現(xiàn)半自動化生產(chǎn)。


     1 、立式銑床改造方案


     原有立式銑床如圖 1 所示。

 

 

  

  圖 1  原有立式銑床

  

  

    此機床主要包括主軸、工作臺和分度盤三部分。工作時,主軸帶動銑刀旋轉(zhuǎn),工作臺帶動工件左右直線運動。當(dāng)六方螺母一面加工完成后,手搖分度盤帶動卡盤旋轉(zhuǎn) 60°,開始加工另一面,依次循環(huán),直至六面加工完成后停機。原有機床分度動作由人工手搖完成,效率較低。為提高生產(chǎn)效率、減輕工人勞動強度,在保留機床原有功能的基礎(chǔ)上,將手動分度改為自動分度。


   整體改造方案: 保留原有機床的結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng),為自動銑削設(shè)計單獨的電氣控制柜,機床分度旋轉(zhuǎn)由手動改造為自動,整臺機床的動作邏輯順序由 PLC 程序控制。自動分度改造方案: 在卡盤分度盤位置安裝伺服電機,分度盤和電機軸之間采用皮帶傳動。伺服電機由伺服驅(qū)動器控制,驅(qū)動器由 PLC 脈沖控制,以此實現(xiàn)準(zhǔn)確分度。

  

    2 、機械結(jié)構(gòu)調(diào)整內(nèi)容

  

    機床分度盤部分的原有結(jié)構(gòu)如圖 2 所示,通過手動旋轉(zhuǎn)手柄實現(xiàn)卡盤的旋轉(zhuǎn)。


  

  

圖 2 調(diào)整前的分度盤結(jié)構(gòu)


  

  

    改造后的分度盤部分結(jié)構(gòu)如圖 3 所示,在原有分度盤的基礎(chǔ)上增加了同步帶輪、同步帶、L 形電機座和伺服電機。L 形電機座安裝在工作臺上,伺服電機通過螺母與電機座相連。伺服電機軸與分度盤旋轉(zhuǎn)軸之間通過同步帶輪和同步帶實現(xiàn)連接和傳動。


  

  

圖 3 調(diào)整后的分度盤結(jié)構(gòu)


  

    3 、電氣原理圖調(diào)整內(nèi)容

  

    機床原有電氣原理圖的主電路只包括主運動控制和進給運動控制,如圖 4 所示。主電機由空氣開關(guān) QF 保護,通過接觸器 KM 實現(xiàn)星形/三角形降壓啟動。進給電機由空氣開關(guān) QF 保護,通過接觸器 KM 實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制。

  

  


圖 4 主運動和進給運動控制原理圖

  

    改造后的電氣原理圖增加了分度運動控制部分,分度運動控制主要包括空氣開關(guān) QF、變壓器 TC、驅(qū)動器和分度電機等電氣元件,其電氣原理如圖 5 所示。


  

  

圖 5 分度運動控制原理圖

  


    4、PLC 控制方法

  

    根據(jù)自動銑削機床的動作控制要求,需要 PLC 輸入端子 5 個,輸出端子 8 個,具體內(nèi)容如表 1 所示。  

  

   表 1 輸入輸出地址表

 

 

  


  

    根據(jù)輸入輸出點個數(shù)及 PLC 容量,選取三菱 FX3U-32MT 型 PLC 作為主控制器,其接線圖如圖 6 所示。


  

  

圖 6 PLC 外部接線圖

  

    改造后機床自動銑削六方螺母的 PLC 控制流程如圖7 所示。

  

 

 

  

圖 7 PLC 控制流程圖

   

    PLC 控制分度電機旋轉(zhuǎn)采用 PLSR 指令,部分控制程序如圖 8 所示。

  

 

  

圖 8 PLC 部分控制程序

  


    5 、結(jié)語

  

    經(jīng)過接線、編程及調(diào)試,該機床實現(xiàn)了分度旋轉(zhuǎn)運動的自動化,且保留了機床的原有功能。此次改造保留了機床原來的電氣控制系統(tǒng),同時為機床設(shè)計了新的電氣控制柜,兩套電控系統(tǒng)均可工作。而且改造后的機床不僅可以銑削六方螺母,還可以通過調(diào)整 PLC 程序銑削其他類型的零件。經(jīng)測試,改造后的自動銑削機床只需要人工上料和下料,其余都是自動生產(chǎn),減輕了工人的勞動強度,提高了車間的生產(chǎn)效率和自動化水平,為企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟效益,具有很好的推廣價值。

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