3MZ3110軸承超精機改造

辛　鑫，劉新凱

3MZ3110軸承超精機改造

辛鑫，劉新凱

（瓦房店軸承集團有限責任公司，遼寧 瓦房店 116300）

針對3MZ3110軸承超精機維修困難，線路老化，穩定性差等問題，用可編程邏輯控制器和變頻器代替原有的接觸器控制系統和直流調速電機，操作簡便，方便維修。

深溝球軸承；內圈溝道；三菱PLC；變頻器；變頻調速

1　前言

隨著當今工業設備對精密程度的要求越來越高，老舊設備的更新換代勢在必行。在軸承行業中，磨加工設備占了很大比例。在種類繁多的磨加工設備中，超精機作為套圈加工的最終環節有著極其重要的地位。陳舊的設備存在著諸多的缺點和不足，制約著軸承產量的連續性和質量的穩定性。而數控機床價格昂貴，不能夠大面積一次性更換，所以對機床進行自動化改造很是必要。

2　原有機床存在的缺陷

2.1限位開關

3MZ3110軸承超精機屬于自動化機床，由于工作性質的原因，機床內部常年潮濕多油，其中分布各處的限位開關經常出現線路硬化、腐蝕、斷線等故障，同時因為潮濕也會出現莫名的干擾信號，所以有必要減少限位開關。

2.2中間繼電器

配電柜中含有大量的中間繼電器，通過這些繼電器控制機床的動作。繼電器屬于易損壞元件，頻繁的動作很容易將繼電器的觸點燒壞，并且單純的使用繼電器控制，也會使今后維修、維護和改造的難度加大。

2.3電機及其調速器

主軸電機使用滑差電機，屬于電磁調速電機。電磁調速結構復雜，體積龐大，能耗多，故障多，精度差，可靠性差，過載保護也遠不及變頻調速。

3　PLC與變頻器概述

本機采用三菱可編程邏輯控制器FX1N-40M（PLC），其輸入/輸出點數為40點，主要包括電源模塊、CPU、輸入輸出單元，同時在AC電源DC輸入中內置傳感器用DC24V供應電源。通過內置開關可進行RUN/STOP操作。同時，也可從外圍設備或一般輸入端子下達RUN/STOP指令。PLC還具備時鐘功能，可進行時間控制。基本單元的高速處理功能包括高速計數功能、脈沖捕捉功能、外部中斷功能以及脈沖輸出功能，能滿足各種控制的需求。PLC還能夠與計算機連接，便于程序的修改，外置的RS-232C、RS-485通信功能擴展板能夠實現與觸摸屏的通訊，機床任何部位的報警都可以在屏幕上顯示出來，方便維修。本機床的PLC外部接線圖如圖1所示。

PLC的合理引入，大大降低了線路的復雜程度，不但減少了床體內部的限位開關，還將原有的中間繼電器的繁雜線路合理化、簡單化。同時，對以后電氣的維修、維護及改造也提供了更加便利的條件，只要更改程序就可以滿足操作者的各種需求。

變頻器與負載的接線圖如圖 2 所示。本機采用三菱E500變頻器完成2個主軸電機的變頻調速。三菱E500變頻器不僅接線簡單明了，而且對于各種電機的過流、過載、欠壓、過壓等故障都有相應的報警提示和保護措施，方便了電機的維修。L1、L2、L3為三相交流電源端，U、V、W接三相交流電機。STF為電機的正轉啟動，它與公共點SD之間接一個繼電器的常開觸點，完成電機的正轉啟動。10、2、5三點外接電位器，可以調節頻率以改變電機的轉速。AM和5點為模擬量的輸出點，可以接一個轉速表，直觀地看到轉速的大小。變頻器的使用大大提高了電能的利用率，并且自身具備的保護作用也可以跟PLC協同合作，進一步保護電機，給機床的維修提供更多的依據。

圖1　PLC外部接線圖

圖2　變頻器負載接線圖

4　機床工作過程

4.1機床工作控制

3MZ3110軸承超精機的工作方式通過轉換開關SA1控制機床的自動與調整選擇。在自動方式下，凸輪電機原位開關SQ亮燈，按下循環啟動按鈕SB1，機床開始自動運行，凸輪電機開始運轉，在一定延時后，擺架電機進入工位，油石加壓，開始磨削，延時的長短由PLC中的定時器T控制。超精的時間選擇由按鈕開關SB11控制。通過按鈕的按壓次數配合PLC中5個計數器C17～C19，選擇5個超精時間。機床調整時（參考表1按鈕功能表）把按鈕SA1切換到調整位置，然后用按鈕控制每一工步程序，確保行程開關到位，按下SB2使機床復位。機床自動循環圖見圖3。

4.2機床工作梯形圖

利用每一步的執行順序，可設計出所需要的PLC梯形圖程序。在編制過程中每一步所需要的器件都進行編號，觸點用X，線圈用M，Y，T，C等。PLC具有一定的編程軟件，根據需要選擇相應的器件。比如這個程序中超精時間的選擇，利用了X17觸點所對應的SB11按鈕開關。按壓1次計數器C17得電置1，選擇超精時間T5=3.5秒，以此類推。如果想更改選擇可利用X20觸點所對應的SB12按鈕將計數清零，重新選擇即可。由于加工環境潮濕，接近開關容易損壞，為了盡量減少開關，在PLC程序中設置了大量的時間繼電器，利用延時控制機床的工步，盡可能地將接近開關減少到了1個，大大降低了機床的故障率以及頻繁更換開關的維修成本。機床的梯形程序圖見圖 4。

表1　按鈕功能表

圖4　梯形程序圖

5　結束語

隨著社會對產品多樣化要求的增加，產品品種增多，產品更新換代加速。機床將向著更高的速度、精度、可靠性及完善性的方向發展。日新月異層出不窮的高科技元件，為機床的改造提供了有利的保障。只有不斷學習新的技術，才能更好地從機床改造的過程中為企業謀取利益，實現向現代化科技型企業的完美轉型。

（編輯：林小江）

Transform of 3MZ3110 bearing super lapping machine

Xin Xin， Liu Xinkai
（ Wafangdian Bearing Group Co.， Ltd.， Wafangdian 116300， China ）

Aiming at the problems of difficult to carry out maintenance， line aging， poor stability etc. for 3MZ3110 bearing super lapping machine ， the PLC and inverter can be used to substitute the original contactor control system and DC motor speed control， so that the operation is simple and convenient.

deep groove ball bearing； groove of inner ring； MITSUBISHI PLC； inverter； frequency control

TG581+.1，TH133.33+1

B

1672-4852（2016）03-0026-03

2016-08-16.

辛鑫（1987-），男，助理工程師.