層壓機(jī)控制系統(tǒng)的改進(jìn)

摘 要：文章通過用傳感器對MLCC層壓機(jī)原控制系統(tǒng)改造，提高設(shè)備的生產(chǎn)效率、穩(wěn)定性、可靠性從而提高產(chǎn)品加工合格率。

關(guān)鍵詞：層壓機(jī)；控制；PLC

前言

隨著當(dāng)今世界信息產(chǎn)業(yè)化的不斷發(fā)展，就電子行業(yè)來說對電子元器件的性能、質(zhì)量要求越來越高，需求也越來越多。而作為風(fēng)華公司生產(chǎn)片式多層陶瓷電容器（MLCC）的一道關(guān)鍵工序——層壓，層壓則是將絲印后的巴塊經(jīng)靜水壓，把壓力均勻送至巴塊，使巴塊各部分均勻受壓電極層與介層彼此緊密結(jié)合，提高燒結(jié)后瓷體致密性。產(chǎn)品通過抽真空然后放到層壓機(jī)內(nèi)的水中進(jìn)行層壓，其設(shè)備控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性就是直接關(guān)系到了其產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)品性能的穩(wěn)定，還要不斷尋求提高層壓機(jī)的生產(chǎn)效率來降低生產(chǎn)成本。因此，需要尋求穩(wěn)定的控制系統(tǒng)來完成對設(shè)備的控制。

1 原層壓機(jī)的控制系統(tǒng)原理

原層壓機(jī)采用的都是半自動(dòng)控制系統(tǒng)的方式來控制設(shè)備，首先利用將升降手動(dòng)閥向下→氣缸（缸頭）向下→若水多不能到下限時(shí)→將升降手動(dòng)閥向上（氣缸向上）→進(jìn)行人工把多的水抽出→再將缸頭降落，若水少了則要把缸頭升起進(jìn)行加水，如此循環(huán)以上的步驟直到水量適當(dāng)為至（這要一定的操作經(jīng)驗(yàn)才能比較快的完成該步驟），→員工推動(dòng)鎖銷手柄→鎖銷限位開關(guān)接通→設(shè)置數(shù)顯壓力表→按下啟動(dòng)按鈕→升壓電磁閥得電→增壓泵開始工作→到達(dá)壓力表的設(shè)定值→數(shù)顯時(shí)間繼電器開始工作，若過程中有泄壓的現(xiàn)象壓力低于設(shè)定值的帶寬時(shí)，壓力表輸出進(jìn)行保壓，→計(jì)時(shí)結(jié)束→泄壓電磁閥得電開始泄壓→泄壓完成→拔出鎖銷→升起缸頭，完成一次操作過程，在整過生產(chǎn)循環(huán)過程中，在提高生產(chǎn)效率方面來看，存在較多的不足。

其一、在把握水位是否合適這一方面比較的耗時(shí)，單單升降一次就要一分鐘的時(shí)間，加上人工人補(bǔ)水或抽水又要浪費(fèi)大概四分鐘；其二、員工手動(dòng)推動(dòng)鎖銷手柄無形中增加了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，一個(gè)班下來要推動(dòng)一百多斤的鎖銷十幾次也是比較艱苦的。總結(jié)一下層壓機(jī)控制系統(tǒng)，采用的都是半自動(dòng)控制系統(tǒng)的方式來控制設(shè)備，其生產(chǎn)效率低下、員工的操作強(qiáng)度大、設(shè)備的生能未能有效的發(fā)揮，由于控制系統(tǒng)的不完善，從而引起的產(chǎn)品質(zhì)量問題：產(chǎn)品入水報(bào)廢、產(chǎn)品層壓時(shí)間過長壓裂報(bào)廢、電性能不穩(wěn)定、命中率低等等，使得公司的效益受到嚴(yán)重影響。

因此，為了提高生產(chǎn)效率，提高設(shè)備產(chǎn)能，降低操作強(qiáng)度對層壓機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，是勢在必行的一項(xiàng)工作。（如圖1）

2 分析層壓機(jī)改進(jìn)要求

以上分析層壓機(jī)的生產(chǎn)效率低下主要原因?yàn)樵O(shè)備的自動(dòng)化程度低，主要還是人手操作為主，因此，將半自動(dòng)的控制系統(tǒng)改進(jìn)成全自動(dòng)的操作控制系統(tǒng)。

機(jī)械方面我將增加鎖銷氣缸來代替人工來推動(dòng)，如圖2結(jié)構(gòu)圖所示，這可減輕員工的工作強(qiáng)度，在電氣方面則在增加了兩個(gè)行程開關(guān)和一個(gè)接近開關(guān)，兩個(gè)行程開關(guān)主要是控制排水和加水用的，上面的一個(gè)行程開關(guān)是當(dāng)缸頭降落到該位置時(shí)，行程開關(guān)接通，排水閥打開，利用升降氣缸向下的力和缸頭自身的重力，迫使缸體內(nèi)多余的水通過排水閥排出，當(dāng)缸頭繼續(xù)降落到底部時(shí)，該行程開關(guān)斷開排水停止；下面的一個(gè)行程開關(guān)則是向缸體內(nèi)加水的一個(gè)小水泵，該行程開關(guān)接的是常閉觸點(diǎn)，當(dāng)缸頭降落到該位置時(shí)行程開關(guān)的常閉觸點(diǎn)斷開，加水用的水泵停止向缸體內(nèi)注水，若是缸頭是向上升時(shí)離開行程開關(guān)的位置時(shí)，行程開關(guān)通電，水泵開始工作向缸體內(nèi)重新注入水，若加水到定的容量時(shí)，水會(huì)通過缸體的回流孔流回儲(chǔ)水缸內(nèi)，這形成了一個(gè)缸體內(nèi)外的水循環(huán)系統(tǒng)。接近開關(guān)時(shí)用來檢測缸頭是否到達(dá)底部，是輸入PLC的以便進(jìn)入下一個(gè)動(dòng)作；另將鎖銷氣缸上也要增加兩個(gè)傳感器（磁性開關(guān)），目的主要是檢測該氣缸的位置。當(dāng)進(jìn)行鎖銷時(shí)，氣缸當(dāng)氣缸到達(dá)傳感器的感應(yīng)位置時(shí)，傳感器輸出到PLC以便一個(gè)動(dòng)作，為了提高設(shè)備的安全系數(shù)充分體現(xiàn)以人為本的精神，我們在防護(hù)罩上特意增加了安全門的微動(dòng)開關(guān)，當(dāng)安全門被檢測到打開時(shí)將停止升降氣缸的任何動(dòng)作，防止意外的發(fā)生。

3 層壓機(jī)的操作要求、特點(diǎn)

根據(jù)現(xiàn)場層壓機(jī)的操作要求，以及層壓機(jī)的特點(diǎn)，將增加的層壓水的循環(huán)系統(tǒng)控制就在外部，控制它的兩個(gè)行程開關(guān)來完成如圖3所示，排水閥是一個(gè)氣缸，推動(dòng)密封鋯球進(jìn)行排水及密封的，加水則是一個(gè)小水泵。當(dāng)缸頭在上面頂部或脫離循環(huán)水控制行程開關(guān)時(shí)，排水電磁閥失電，排水氣缸常閉端輸出，排水閥關(guān)閉；控制循環(huán)泵的行程開關(guān)則得電，循環(huán)水泵工作，向缸體內(nèi)注入層壓水，當(dāng)水位到達(dá)回流孔時(shí)，則經(jīng)過回流孔返回儲(chǔ)水缸內(nèi)，起到循環(huán)的目的。

當(dāng)缸頭下降至排水控制行程開關(guān)時(shí)，排水電磁閥得電使排水閥打開，在缸頭的下降的壓力下，缸體內(nèi)多余的水由排水閥排出，缸頭繼續(xù)下降，碰到循環(huán)水泵控制行程開關(guān)時(shí)，循環(huán)水泵停止向缸體內(nèi)注入層壓水，缸頭繼續(xù)下降，當(dāng)缸頭下降至底部，這時(shí)排水控制行程開關(guān)失電，排水氣缸常閉端輸出，排水閥關(guān)閉，使缸體內(nèi)形成一個(gè)密閉的工作空間。

4 層壓機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的成效

從生產(chǎn)效率上看大大縮短了風(fēng)華員工的操作時(shí)間，而員工方便了層壓的操作過程，可以做到層壓完一批后立即進(jìn)行下一批的層壓工作，在每壓一批產(chǎn)品中途不用像原來沒改進(jìn)之前，層壓每一批要手工抽水或加水按了啟動(dòng)按鈕后自動(dòng)的壓完一批產(chǎn)品出來，也不用人力的推動(dòng)鎖銷了。工作效率的提高也使公司節(jié)約了購買機(jī)臺(tái)的費(fèi)用，從另一方面分析使該設(shè)備的生產(chǎn)效率大大地提高。

參考文獻(xiàn)

[1]FX2n系列微型可編程控制器使用手冊[M].三菱電機(jī)株式會(huì)社.

[2]層壓機(jī)操作說明書[Z].