一種全自動臥式金屬碎屑成形機的研制

邢艷

摘要：為快速回收數控機床機加過程中產生的碎屑，設計了一種全自動臥式金屬碎屑成形機。介紹金屬碎屑成形機的機械結構設計和自動控制系統設計思路，總結該機的工作過程及主要作用，為提高碎屑收集及加工利用效率提供參考。

關鍵詞：碎屑成形；臥式；設計；控制系統

中圖分類號：TG39 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2016）03-0028-02

碎屑是數控機床機加過程中產生的一種廢料。當今的數控機床自身都具備一套板鏈式傳送裝置，將機加過程中產生的碎屑及時輸送到出料口，落入廢料收集車內。某車間單臺數控銑床每天產生的碎屑量可達2 t，落料時既影響數控車間環境和車間的6S管理工作模式開展，又增加了人工運送廢料的工作量。為有效解決此問題，中航高新科技有限公司設計了一種全自動臥式金屬碎屑成形機。

1 臥式金屬碎屑成型機設計簡介

金屬碎屑成型機是將金屬碎屑通過液壓機高壓直接冷壓成形的機械設備。整個過程不需要加熱、添加劑或其他工藝，根據設計的模具形狀將碎屑壓制成1～4 kg的圓柱塊或方塊。壓制的產品密度高、質量好，能有效減少碎屑存儲空間，方便運輸和回收利用，提高廢棄資源回收利用率，避免資源的浪費，提升機加車間現場管理水平。

金屬碎屑成形機的主要特點有：1） 主機采用鑄鋼件構造，剛性好、穩定性強、運行平穩，能夠有效延長設備使用壽命。2） 采用先進PLC液壓傳動技術，科技含量高、自動化程度高、工作效率高。3） 液壓泵站結構設計緊湊，專業的集成閥塊裝置和獨特的油路設計使液壓系統布局合理，實現連續正常工作，大大提高工作產量。4） 配置的冷卻系統確保設備不會因為油溫過熱而無法正常生產，提高設備安全性。5） 設備結構集成度高，采用臥式結構，液壓系統置于設備底部，有效降低重心，增加設備運行穩定性，并減少噪音。6） 設備設計有切削液（油）回收系統，可用于干、濕加工方式生產的設備，應用廣泛。

2 臥式金屬碎屑成型機結構設計

臥式金屬碎屑成型機是臥式結構，液壓設備與PLC結合實現壓力、行程、速度以及自動循環工作控制。料斗連接數控機床出料口，碎屑由料斗直接進入壓屑空間，主壓缸一次壓制成形，自動推塊，自動卸料。全自動臥式金屬碎屑成型機的結構見圖1。

臥式金屬碎屑成型機的工作過程詳見圖2。

3 臥式金屬碎屑成型機自動控制系統設計

該設備自動控制系統包括電氣硬件部分和操作控制部分，其中，電氣硬件部分由PLC、觸摸屏、微斷路器、接觸器、接近開關等組成；操作控制部分由觸摸屏和軟件控制系統（STEP7）等組成。自動化控制系統上采用西門子公司配套的自動化軟件STEP 7 MicroWIN+WinCC flexible。

3.1 控制功能

根據工藝要求設計2種控制模式：1） 自動模式是設備的主要運行方式。初始參數設置鎖定后，設備按照程序設定的運行順序工作。2） 手動模式主要是在調試、檢修設備時使用。

2種控制模式可自由切換，急停按鈕用于設備發生故障時快速停機。

3.2 顯示功能

整個控制系統由登錄界面、操作界面、報警界面、調試界面、生產廠商（幫助）等組成，詳見圖3。

4 結論

應用PLC控制的全自動金屬碎屑成形機，集碎屑自動壓制成形、故障自動報警、成品自動卸料等多種功能于一體，投資費用少，性能良好，工作可靠，可改善工作環境、提高廢品利用率、降低工人勞動強度。

參考文獻

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