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专机磨床的自动化改造

日期: 2018-11-06    来源:沈阳机床股份有限公司 作者: 魏兰杰

  【摘要】:SIZM-654 是一台专机磨齿机床,磨齿完全依靠机械手动按钮点动控制来实现转台转位,完成磨削加工。为降低工人劳动强度,对专机手动转位方式进行自动化改造。

  SIZM-654 是一台由普通平磨机床改造而成的专机磨齿机床,齿盘零件一般为12 或24 齿,依靠机械手动按钮点动控制来实现转台转位,完成齿盘磨削加工。虽然数控机床快速发展,但之前一直使用20 多年的专机也仍然在承担着繁重的生产任务。不仅操作者劳动强度大,生产也出现了瓶颈。为降低工人劳动强度,解决现实的生产问题,对磨齿专机手动转位方式进行自动化改造。

  1.机械部分改造方案分析

  (1) 本着以人为本,操作方便的宗旨。将磨齿机升降工作台降低到最低,测量空间为砂轮在最大直径时,加工磨削齿盘零件的范围,零件需要装卡在圆盘工作台上。以此选择一款实现工作台自动分度转位的液压数控刀架( 台湾产CLT125-12)。设计一个弯板,足够支撑刀架。将垂直弯板安装于机床工作升降平台平面上。刀架正面朝上放置,通过支撑座、齿盘啮合方式连接圆盘工作台台,如图l 所示。

  

图1 1. 弯板 2.CLT125-12 刀架 3. 双联齿盘 4. 圆盘工作台

  (2) 由于刀架直接安装使用,机床升降台与主轴砂轮之间空间高度受限,加工零件范围将会缩小,为保证机床正常加工范围,经过仔细测量研究,设计增加一套通过刀架垫转接齿轮箱连接液压马达装置,结构如图2 所示,将其液压部分改到刀架侧面,由转接装置通过齿轮轴4 和齿轮轴3 啮合,过渡齿轮轴2 与齿轮轴l 啮合,空间由513mm 降低到452mm,满足了机床使用要求( 见图3)。

  

图2 1、2、3、4 齿轮轴

  图3

  (3) 修整砂轮部分: 原结构是通过楔铁形式来保证精度,手动来回扳动拉杆实现到位修整砂轮动作。为了实现数控操作功能,重新设计了一套传动结构,内部改为螺杆结构,螺杆通过对轮连接伺服电动机( 规格为400W 台湾产绝对值电动机ECMC—CW 一0406RS),伺服电动机带动螺杆传动,配套电动机驱动器,通过驱动器设定技术参数,实现电器控制功能。

  (4) 工作台机械整体改造完成,如图4 所示。

            

            图4                                                        图5

  2.电气部分改造方案分析

  电器控制的改进方案主要通过如下方法解决。

  (1) 制作电箱: 使操作者通过操作电箱控制刀架转台转位,从而使齿盘转过相应角度,并对齿盘进行加工。

  (2) 电箱功能: 按下自复位式按钮,转台松开,转过固定角度后锁紧,即完成转位。

  (3) 转台控制过程简介: 转台的控制机构主要包含松开、锁紧电磁阀,锁紧、松开到位检测开关。在控制过程中PLC 接收控制信号并输出,控制转台执行相应的动作。按下按钮,PLC 接收到转位信号后,PLC 输出松开信号,松开电磁阀得电,转台松开。PLC 收到松开反馈信号后,经延时输出正转信号,正转电磁阀得电,转台正转。转到一个工位角度后,到位检测开关输出,PLC收到到位信号后,经延时输出锁紧信号,锁紧电磁阀得电,转台锁紧,转位过程完成。

  (4) 砂轮修整器部分: 使用伺服驱动器的位置模式实现砂轮修整器的动作,位置命令由内部寄存器提供,命令值通过伺服驱动器参数设定,通过触发信号触发动作。PLC 通过DI 信号选择寄存器编号和触发相应动作,实现砂轮修整器的往复运动。

  3.转台的自动化改造

  在数控转台操作便捷的理念上将磨齿机械的工作台降低,测出相应的空间作为砂轮在直径三百时进行加工磨削齿盘零件的距离,其零件需安装卡在圆盘的工作台上,因此需要选取一款可以实现工作台数控转台转位的液压数控转台的刀架。再设计一个弯板可以完全支撑住数控转台的刀架。把垂直弯板安装到机床工作的升降平台的平面上数控转台的刀架正面放置,经过支撑座以及齿盘啮合的形式进行圆盘工作台的连接。

  4.结语

  通过上述一系列改造,这台普通的手动控制操作磨齿机床,实现了自动化操作功能,可以轻松操作两个按钮实现砂轮自动修整和转台( 零件)自动转位。改变了20 多年操作者频繁手动操作的工作方式。使用1 年多时间,反馈很好,机床精度稳定,生产效率也得到很大提升。

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