專機磨床自動化改造

■ 沈陽機床股份有限公司 （遼寧 110142） 魏蘭杰

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SIZM-654是一臺由普通平磨機床改造而成的專機磨齒機床，齒盤零件一般為12或24齒，依靠機械手動按鈕點動控制來實現轉臺轉位，完成齒盤磨削加工。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擔著繁重的生產任務。不僅操作者勞動強度大，生產也出現了瓶頸。為降低工人勞動強度，解決現實的生產問題，對磨齒專機手動轉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，操作方便的宗旨。將磨齒機升降工作臺降低到最低，測量空間為砂輪在最大直徑時，加工磨削齒盤零件的范圍，零件需要裝卡在圓盤工作臺上。以此選擇一款實現工作臺自動分度轉位的液壓數控刀架（臺灣產CLT125-12）。設計一個彎板，足夠支撐刀架。將垂直彎板安裝于機床工作升降平臺平面上。刀架正面朝上放置，通過支撐座、齒盤嚙合方式連接圓盤工作臺，如圖1所示。

（2）由于刀架直接安裝使用，機床升降臺與主軸砂輪之間空間高度受限，加工零件范圍將會縮小，為保證機床正常加工范圍，經過仔細測量研究，設計增加一套通過刀架墊轉接齒輪箱連接液壓馬達裝置，結構如圖2所示，將其液壓部分改到刀架側面，由轉接裝置通過齒輪軸4和齒輪軸3嚙合，過渡齒輪軸2與齒輪軸1嚙合，空間由513mm降低到452mm，滿足了機床使用要求（見圖3）。

圖 1

（3）修整砂輪部分：原結構是通過楔鐵形式來保證精度，手動來回扳動拉桿實現到位修整砂輪動作。為了實現數控操作功能，重新設計了一套傳動結構，內部改為螺桿結構，螺桿通過對輪連接伺服電動機（規格為400W臺灣產絕對值電動機ECMC-CW-0406RS），伺服電動機帶動螺桿傳動，配套電動機驅動器，通過驅動器設定技術參數，實現電器控制功能。

（4）工作臺機械整體改造完成，如圖4所示。

圖 2

圖 3

圖 4

2.電氣部分改造方案分析

電器控制的改進方案主要通過如下方法解決。

（1）制作電箱：使操作者通過操作電箱控制刀架轉臺轉位，從而使齒盤轉過相應角度，并對齒盤進行加工。

（2）電箱功能：按下自復位式按鈕，轉臺松開，轉過固定角度后鎖緊，即完成轉位。如圖5所示。

（3）轉臺控制過程簡介：轉臺的控制機構主要包含松開、鎖緊電磁閥，鎖緊、松開到位檢測開關。在控制過程中PLC接收控制信號并輸出，控制轉臺執行相應的動作。按下按鈕，PLC接收到轉位信號后，PLC輸出松開信號，松開電磁閥得電，轉臺松開。PLC收到松開反饋信號后，經延時輸出正轉信號，正轉電磁閥得電，轉臺正轉。轉到一個工位角度后，到位檢測開關輸出，PLC收到到位信號后，經延時輸出鎖緊信號，鎖緊電磁閥得電，轉臺鎖緊，轉位過程完成。

圖 5

（4）砂輪修整器部分：使用伺服驅動器的位置模式實現砂輪修整器的動作，位置命令由內部寄存器提供，命令值通過伺服驅動器參數設定，通過觸發信號觸發動作。PLC通過DI信號選擇寄存器編號和觸發相應動作，實現砂輪修整器的往復運動。

3.結語

通過上述一系列改造，這臺普通的手動控制操作磨齒機床，實現了自動化操作功能，可以輕松操作兩個按鈕實現砂輪自動修整和轉臺（零件）自動轉位。改變了20多年操作者頻繁手動操作的工作方式。使用1年多時間，反饋很好，機床精度穩定，生產效率也得到很大提升。