■ 沈陽機床股份有限公司 (遼寧 110142) 魏蘭杰
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SIZM-654是一臺由普通平磨機床改造而成的專機磨齒機床,齒盤零件一般為12或24齒,依靠機械手動按鈕點動控制來實現(xiàn)轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)位,完成齒盤磨削加工。雖然數(shù)控機床快速發(fā)展,但之前一直使用20多年的專機也仍然在承擔著繁重的生產(chǎn)任務(wù)。不僅操作者勞動強度大,生產(chǎn)也出現(xiàn)了瓶頸。為降低工人勞動強度,解決現(xiàn)實的生產(chǎn)問題,對磨齒專機手動轉(zhuǎn)位方式進行自動化改造。
(1)本著以人為本,操作方便的宗旨。將磨齒機升降工作臺降低到最低,測量空間為砂輪在最大直徑時,加工磨削齒盤零件的范圍,零件需要裝卡在圓盤工作臺上。以此選擇一款實現(xiàn)工作臺自動分度轉(zhuǎn)位的液壓數(shù)控刀架(臺灣產(chǎn)CLT125-12)。設(shè)計一個彎板,足夠支撐刀架。將垂直彎板安裝于機床工作升降平臺平面上。刀架正面朝上放置,通過支撐座、齒盤嚙合方式連接圓盤工作臺,如圖1所示。
(2)由于刀架直接安裝使用,機床升降臺與主軸砂輪之間空間高度受限,加工零件范圍將會縮小,為保證機床正常加工范圍,經(jīng)過仔細測量研究,設(shè)計增加一套通過刀架墊轉(zhuǎn)接齒輪箱連接液壓馬達裝置,結(jié)構(gòu)如圖2所示,將其液壓部分改到刀架側(cè)面,由轉(zhuǎn)接裝置通過齒輪軸4和齒輪軸3嚙合,過渡齒輪軸2與齒輪軸1嚙合,空間由513mm降低到452mm,滿足了機床使用要求(見圖3)。
圖 1
(3)修整砂輪部分:原結(jié)構(gòu)是通過楔鐵形式來保證精度,手動來回扳動拉桿實現(xiàn)到位修整砂輪動作。為了實現(xiàn)數(shù)控操作功能,重新設(shè)計了一套傳動結(jié)構(gòu),內(nèi)部改為螺桿結(jié)構(gòu),螺桿通過對輪連接伺服電動機(規(guī)格為400W臺灣產(chǎn)絕對值電動機ECMC-CW-0406RS),伺服電動機帶動螺桿傳動,配套電動機驅(qū)動器,通過驅(qū)動器設(shè)定技術(shù)參數(shù),實現(xiàn)電器控制功能。
(4)工作臺機械整體改造完成,如圖4所示。
圖 2
圖 3
圖 4
電器控制的改進方案主要通過如下方法解決。
(1)制作電箱:使操作者通過操作電箱控制刀架轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)位,從而使齒盤轉(zhuǎn)過相應(yīng)角度,并對齒盤進行加工。
(2)電箱功能:按下自復(fù)位式按鈕,轉(zhuǎn)臺松開,轉(zhuǎn)過固定角度后鎖緊,即完成轉(zhuǎn)位。如圖5所示。
(3)轉(zhuǎn)臺控制過程簡介:轉(zhuǎn)臺的控制機構(gòu)主要包含松開、鎖緊電磁閥,鎖緊、松開到位檢測開關(guān)。在控制過程中PLC接收控制信號并輸出,控制轉(zhuǎn)臺執(zhí)行相應(yīng)的動作。按下按鈕,PLC接收到轉(zhuǎn)位信號后,PLC輸出松開信號,松開電磁閥得電,轉(zhuǎn)臺松開。PLC收到松開反饋信號后,經(jīng)延時輸出正轉(zhuǎn)信號,正轉(zhuǎn)電磁閥得電,轉(zhuǎn)臺正轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)到一個工位角度后,到位檢測開關(guān)輸出,PLC收到到位信號后,經(jīng)延時輸出鎖緊信號,鎖緊電磁閥得電,轉(zhuǎn)臺鎖緊,轉(zhuǎn)位過程完成。
圖 5
(4)砂輪修整器部分:使用伺服驅(qū)動器的位置模式實現(xiàn)砂輪修整器的動作,位置命令由內(nèi)部寄存器提供,命令值通過伺服驅(qū)動器參數(shù)設(shè)定,通過觸發(fā)信號觸發(fā)動作。PLC通過DI信號選擇寄存器編號和觸發(fā)相應(yīng)動作,實現(xiàn)砂輪修整器的往復(fù)運動。
通過上述一系列改造,這臺普通的手動控制操作磨齒機床,實現(xiàn)了自動化操作功能,可以輕松操作兩個按鈕實現(xiàn)砂輪自動修整和轉(zhuǎn)臺(零件)自動轉(zhuǎn)位。改變了20多年操作者頻繁手動操作的工作方式。使用1年多時間,反饋很好,機床精度穩(wěn)定,生產(chǎn)效率也得到很大提升。