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專機磨（mó）床的自動化改造

2018-11-5 來源：沈陽機床股份有限公司作者：魏蘭傑

【摘要】:SIZM-654 是一台專機（jī）磨齒（chǐ）機床，磨齒完（wán）全依靠機械手動按鈕點動控製來實現轉台轉位（wèi），完成磨削加工。為降低工（gōng）人勞動強度，對專（zhuān）機手動轉位方（fāng）式進行自動化（huà）改造。

SIZM-654 是一台由普通（tōng）平磨機床改造（zào）而成的（de）專機磨齒機床，齒盤（pán）零件一般（bān）為12 或24 齒，依（yī）靠機械手動（dòng）按鈕點動控製來實現轉台轉位，完成（chéng）齒盤磨削加工。雖然數控機床快速發展，但之前一直使用20 多年的專機也仍然在承（chéng）擔著繁重的生產任務。不僅（jǐn）操作者勞動強度大，生產也出現了瓶頸。為降低工人勞動（dòng）強度（dù），解決現實的生產問（wèn）題，對磨齒專機（jī）手動轉（zhuǎn）位方式進行自動化改造。

1．機械部分改造方案分析

(1) 本著以人為本（běn），操作方便的宗旨。將磨齒機（jī）升降工作台降（jiàng）低到最低，測量空間為砂輪在最（zuì）大直徑時，加工磨削齒（chǐ）盤（pán）零件（jiàn）的範圍，零件需要裝卡在圓盤工作台上（shàng）。以（yǐ）此選擇一款實現（xiàn）工作台自動分度（dù）轉位的液壓數控刀架( 台灣產CLT125-12)。設（shè）計一個彎（wān）板（bǎn），足夠支（zhī）撐刀架。將（jiāng）垂（chuí）直彎板安裝於機床工作升降平（píng）台平麵上。刀架正麵朝上放（fàng）置，通過支撐座、齒盤齧合方式連接圓盤（pán）工作台台（tái），如圖l 所示。

圖1 1. 彎板 2.CLT125-12 刀架 3. 雙聯齒盤 4. 圓（yuán）盤（pán）工作台

(2) 由於刀架直接安裝使用，機床升降台與主軸砂輪之間空間高度受限，加工（gōng）零件範圍將會（huì）縮（suō）小，為保證機床正常加工範圍，經過仔（zǎi）細測量研究，設計增加一套通過刀架墊轉接齒輪箱（xiāng）連接液壓馬達裝置，結構如圖2 所示，將其液壓部分改到刀（dāo）架側麵，由轉（zhuǎn）接（jiē）裝置通過齒輪軸4 和（hé）齒（chǐ）輪軸3 齧合，過渡齒輪軸2 與齒輪軸l 齧（niè）合，空間由（yóu）513mm 降低到452mm，滿足了機床使（shǐ）用要求( 見圖3)。

圖2 1、2、3、4 齒輪軸

圖3

(3) 修整砂輪部分: 原結構是通過楔鐵形式來保證精度，手動來回扳動拉杆實現到位修整砂輪動作。為了實現數控操作功能，重新設計了一（yī）套傳動結構，內部改為螺杆結構，螺杆通過對輪連接（jiē）伺服電（diàn）動機( 規格為400W 台灣產絕對值電動機（jī）ECMC—CW 一（yī）0406RS)，伺服電動機帶動螺杆（gǎn）傳動，配套電動機驅動器，通過驅動器設定技術參數，實現（xiàn）電器控（kòng）製功能。

(4) 工作（zuò）台機械整（zhěng）體改造完成，如圖4 所示。

圖4

圖5

2．電氣部分改造方案（àn）分析

電（diàn）器控製的改（gǎi）進方案主要通過如下方法解決。

(1) 製（zhì）作電箱: 使操作者通過操作電（diàn）箱控製刀架轉台轉位，從而使（shǐ）齒盤轉過相（xiàng）應角度（dù），並對齒盤進行加工。

(2) 電箱功能: 按下自複（fù）位式按鈕，轉台鬆開，轉過固定（dìng）角度後鎖緊，即完成轉位。

(3) 轉台控製過程簡介: 轉台的控製機構主（zhǔ）要（yào）包含鬆開、鎖緊電磁閥，鎖緊、鬆開到位檢測開關。在控製過程中PLC 接收控製信號並輸出，控（kòng）製轉（zhuǎn）台執行相應的動作。按下按鈕，PLC 接收到轉位信號後，PLC 輸出鬆開（kāi）信號，鬆開電磁閥得電，轉台鬆開。PLC 收到鬆開反饋信號後，經延時輸出正轉信號，正轉電磁閥得（dé）電，轉台正轉。轉到一個工位角度後，到位檢測開關輸出，PLC收到到位信號後（hòu），經延時輸出鎖緊信號，鎖緊電磁閥得電，轉台鎖緊，轉位過程完成。

(4) 砂輪修整器部（bù）分: 使用伺服驅動器（qì）的位置模式實（shí）現砂輪（lún）修整器的動作，位置命令由（yóu）內部寄（jì）存器提（tí）供，命令值通過伺服驅動器參數設定（dìng），通過觸發信號觸發動作。PLC 通過DI 信號選擇寄（jì）存器（qì）編號和觸發相（xiàng）應動作，實現砂輪修整器的往（wǎng）複運動（dòng）。

3.轉台的自動化改造

在數控轉台操作便捷的理念上將磨齒機械的工作台降低，測出相應（yīng）的空間作為砂輪在（zài）直徑三百時進行加工磨削齒盤零件的距離，其零件需（xū）安裝卡在圓盤的工作台上，因此需要選取一款可以實現工作台數控轉台轉位的液壓數控轉台的刀架。再設計一（yī）個彎板可以完全支撐住數控轉台的刀架。把垂（chuí）直彎板安裝到機床工作（zuò）的升降平台的平麵上數控轉台（tái）的刀架正麵（miàn）放置，經過支撐座以及齒盤齧合的形式進行（háng）圓盤工作台的連接。

4．結語

通過上述一係列改造，這台普通的手（shǒu）動控（kòng）製操（cāo）作磨齒機床，實現了（le）自動化操作功能，可以（yǐ）輕鬆操作（zuò）兩個按鈕實現砂輪自動修整和（hé）轉台（tái）( 零件)自動轉位。改變了20 多年操作者頻繁（fán）手（shǒu）動操作的工作方式。使（shǐ）用1 年多時間（jiān），反饋很好，機（jī）床精度穩（wěn）定，生（shēng）產效率也得到很大提升。

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