摘要　　卸模機(jī)是陶瓷砂輪的主要生產(chǎn)設(shè)備，涉及攤料、壓制及卸模等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，生產(chǎn)Φ600mm砂輪，砂輪直徑和重量都較大，生產(chǎn)工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，現(xiàn)有設(shè)備存在自動(dòng)化程度低、攤料的均勻性差、壓力控制不穩(wěn)及砂輪卸模的穩(wěn)定性差等問(wèn)題。針對(duì)上述問(wèn)題，對(duì)Φ600mm砂輪卸模機(jī)的攤料機(jī)構(gòu)、小車輸送機(jī)構(gòu)及卸模機(jī)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，采用PLC技術(shù)對(duì)該卸模機(jī)的整機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了開(kāi)發(fā)應(yīng)用，提高了設(shè)備的自動(dòng)化程度，使設(shè)備的生產(chǎn)效率提高2倍，成型砂輪質(zhì)量得到較大提高。 

關(guān)鍵詞　砂輪卸模機(jī)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；PLC控制技術(shù) 

　　隨著我國(guó)數(shù)控機(jī)床、汽車、造船業(yè)及軸承等行業(yè)的發(fā)展，引進(jìn)大量國(guó)外生產(chǎn)技術(shù)和工藝裝備，對(duì)磨具質(zhì)量和磨削水平提出了更高的要求。陶瓷砂輪用途廣泛，主要在五金、模具、金屬加工、珠寶、鞋業(yè)、汽車等行業(yè)應(yīng)用，占所有固結(jié)磨具70%以上。陶瓷砂輪作為磨削加工的重要組成部分，砂輪的生產(chǎn)質(zhì)量將直接影響到磨削加工的質(zhì)量和效率。砂輪卸模機(jī)作為陶瓷砂輪的主要生產(chǎn)設(shè)備，涉及攤料、壓制及卸模等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，砂輪生產(chǎn)過(guò)程中攤料的均勻性、壓力的控制及砂輪卸模的穩(wěn)定性等因素對(duì)砂輪的生產(chǎn)質(zhì)量都有很大道經(jīng)，特別是生產(chǎn)像直徑Φ600mm的砂輪，砂輪直徑和重量都較大，生產(chǎn)工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)出來(lái)的砂輪質(zhì)量不易控制。我們重新改進(jìn)設(shè)計(jì)了Φ600mm砂輪卸模機(jī)，用PLC控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)卸模機(jī)的自動(dòng)控制，提高了砂輪卸模機(jī)的自動(dòng)化生產(chǎn)程度，還可縮短砂輪的生產(chǎn)周期，提高砂輪的生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

1  陶瓷砂輪加工工藝流程

　　把陶瓷磨料和黏結(jié)劑按照所需的要求進(jìn)行配置混合，按生產(chǎn)要求稱量一個(gè)砂輪所需的配料，在模套內(nèi)將稱重后的配料攤均勻，采用等壓板在砂輪上下兩端面同時(shí)施壓，以保證砂輪的組織均勻，再將成形的砂輪從模套內(nèi)頂出，把成形后的砂輪先放在自然環(huán)境下干燥，然后在隧道窯中燒結(jié)，對(duì)燒結(jié)好的砂輪在重量、外表尺寸、硬度、動(dòng)平衡等方面進(jìn)行檢測(cè)，采用正常磨削速度的1.6倍進(jìn)行高速回轉(zhuǎn)，檢驗(yàn)其安全性能，對(duì)已檢驗(yàn)合格的砂輪進(jìn)行包裝出廠。砂輪生產(chǎn)流程圖見(jiàn)圖1.

圖1　砂輪生產(chǎn)工藝流程

2         砂輪卸模機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)

2.1       砂輪卸模機(jī)的生產(chǎn)流程

　　放入制作砂輪的模套和墊板后開(kāi)啟攤料機(jī)構(gòu)，使小車上的砂輪模套按一定的速度旋轉(zhuǎn)；把稱重后的磨料按一定的速度投放到模套內(nèi)，在投放過(guò)程中邊投放邊攤平；攤料完成后，關(guān)閉攤料機(jī)構(gòu)并由小車將模套運(yùn)送到油壓機(jī)工作臺(tái)上并定位；開(kāi)啟油壓機(jī)，主壓頭下降，到一定壓力并保壓15s；關(guān)閉油壓機(jī)，主壓頭上升，由小車將模套運(yùn)送到卸模機(jī)工作臺(tái)面上并定位；開(kāi)啟卸模機(jī)頂升機(jī)構(gòu)，把砂輪從模套中頂出，并運(yùn)走砂輪；關(guān)閉頂升機(jī)構(gòu)，頂桿下降，完成卸模機(jī)循環(huán)往復(fù)工作。

2.2       砂輪卸模機(jī)的主要機(jī)構(gòu)及作用

　　在卸模機(jī)的設(shè)計(jì)中，由于砂輪直徑達(dá)到Φ600mm，采用在配套油壓機(jī)左右兩邊布置工作臺(tái)與小車，兩工位操作，而不是采用循環(huán)工作臺(tái)，便于砂輪成品的搬移和工作人員的操作。

　　砂輪卸模機(jī)的主要機(jī)構(gòu)包括：攤料機(jī)構(gòu)、小車機(jī)構(gòu)和頂升機(jī)構(gòu)3大部分，各部分的主要作用及結(jié)構(gòu)如下：

（1） 攤料機(jī)構(gòu)：主要把混合后的磨料在模套中攤平，使砂輪厚度均勻一致，保證砂輪質(zhì)量。在設(shè)計(jì)中采用電機(jī)－齒輪－齒輪減速方案，使小車上的模套與墊板獲得穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)速度。攤料機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖2.

　　（2） 小車機(jī)構(gòu)：磨料在模套中攤平后，需用小車將其運(yùn)送到油壓機(jī)的工作臺(tái)面上，壓制完成后，再由小車把壓制成型后的砂輪動(dòng)到卸模機(jī)工作臺(tái)上進(jìn)行卸模。采用液壓來(lái)實(shí)現(xiàn)小車的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，用雙作用活塞缸來(lái)驅(qū)動(dòng)左右兩個(gè)小車，用行程開(kāi)關(guān)來(lái)定位。小車機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖3. 

　　（3）頂升機(jī)構(gòu)：把砂輪從模套中頂出，以利于砂輪的搬動(dòng)。在設(shè)計(jì)中采用柱塞式液壓缸上裝3根桿實(shí)現(xiàn)砂輪的頂出。柱塞上行時(shí)靠液壓油驅(qū)動(dòng)，柱塞下行時(shí)靠自重下落。砂輪卸模機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖4. 

　　油壓機(jī)左右兩邊各有一個(gè)砂輪卸模機(jī)工作臺(tái)，工作時(shí)配套油壓機(jī)左右兩個(gè)小車同時(shí)運(yùn)行，當(dāng)左邊小車1被推送到油壓機(jī)下壓制時(shí)，右邊小車2攤料，當(dāng)左邊小車1回到卸模機(jī)工作臺(tái)時(shí)，右邊小車2被推送到油壓機(jī)下壓制。此時(shí)左邊小車1的頂升機(jī)構(gòu)工作頂出砂輪，這樣左右兩小車不斷交替循環(huán)工作。

2.3       Φ600mm型砂輪卸模機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)的主要技術(shù)參數(shù)

（1）  PY5-630型配套油壓機(jī)公稱壓力：630t；

（2） 卸模機(jī)工作臺(tái)尺寸：2500mm×1180mm×1000mm（長(zhǎng)×寬×高）；

（3） 小車整體尺寸：1270mm×1180mm×155mm（長(zhǎng)×寬×高）；

（4） 攤料機(jī)構(gòu)工件轉(zhuǎn)速為：20rad/min；

（5） 可制作砂輪直徑：Φ300~Φ600mm。

3      砂輪卸模機(jī)整機(jī)PLC控制設(shè)計(jì)

3.1    順序功能圖的設(shè)計(jì)

Φ600mm砂輪卸模機(jī)的整機(jī)循環(huán)工作順序：

（1）       小車1和小車2位于油壓機(jī)的左右兩個(gè)卸模工作臺(tái)上，小車1和小車2同時(shí)進(jìn)行攤料，攤料時(shí)間為60s；

（2）       小車1右行到油壓機(jī)工作臺(tái)上；

（3）       油壓機(jī)壓頭下壓并保壓15s；

（4）       油壓機(jī)壓頭上升；

（5）       小車1左行回到卸模工作臺(tái)上；

（6）       頂升機(jī)構(gòu)把砂輪頂出模套，時(shí)間為25s，工人把砂輪移走。

（7）       頂升機(jī)構(gòu)回程；

（8）       小車2左行到油壓機(jī)工作臺(tái)上；

（9）       油壓機(jī)壓頭下壓并保壓15S；

（10）   油壓機(jī)壓頭上升；

（11）   小車2右行回到卸模工作臺(tái)上；

（12）   頂升機(jī)構(gòu)把砂輪頂出模套，時(shí)間為25s，工人把砂輪移走；

（13）   頂升機(jī)構(gòu)回程。

　　根據(jù)卸模機(jī)的工作順序，列出該卸模機(jī)　ＰＬＣ　控制的I/O分配表如表1所示。

　　根據(jù)卸模機(jī)的工作順序和I/O分配表，可列出該卸模機(jī)PLC控制的順序功能圖如圖5所示。

3.2       梯形圖的設(shè)計(jì)

　　根據(jù)卸模機(jī)的順序功能圖，編制該卸模機(jī)自動(dòng)控制的PLC梯形圖如圖6所示。

 4　結(jié)束語(yǔ)

　　卸模機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中存在工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，設(shè)備自動(dòng)化程度低，攤料的均勻性差、壓制力控制不準(zhǔn)確及砂輪卸模的穩(wěn)定差等問(wèn)題，對(duì)Φ600mm砂輪卸模機(jī)的攤料機(jī)構(gòu)、小車輸送機(jī)構(gòu)及卸模機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，并應(yīng)用PLC技術(shù)對(duì)該卸模機(jī)的整機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了開(kāi)發(fā)，提高了設(shè)備的自動(dòng)化程度，使設(shè)備運(yùn)行可靠，維修檢測(cè)方便，生產(chǎn)效率提高2倍，成型陶瓷砂輪存在的動(dòng)、靜平衡性差和砂輪硬度不均勻等質(zhì)量問(wèn)題得到改善，砂輪質(zhì)量得到較大提高。

參考文獻(xiàn)：

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[2]　廖常初.PLC編程及應(yīng)用[Ｍ].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

作者簡(jiǎn)介

梅怡（1970－），女，漢族，副教授，碩士。主要從事機(jī)械設(shè)計(jì)、液壓與氣動(dòng)方面的研究與開(kāi)發(fā)。