【摘要】:SIZM-654是一臺(tái)專機(jī)磨齒機(jī)床，磨齒完全依靠機(jī)械手動(dòng)按鈕點(diǎn)動(dòng)控制來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)位，完成磨削加工。為降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，對(duì)專機(jī)手動(dòng)轉(zhuǎn)位方式進(jìn)行自動(dòng)化改造。

SIZM-654是一臺(tái)由普通平磨機(jī)床改造而成的專機(jī)磨齒機(jī)床，齒盤零件一般為12或24齒，依靠機(jī)械手動(dòng)按鈕點(diǎn)動(dòng)控制來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)位，完成齒盤磨削加工。雖然數(shù)控機(jī)床快速發(fā)展，但之前一直使用20多年的專機(jī)也仍然在承擔(dān)著繁重的生產(chǎn)任務(wù)。不僅操作者勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)也出現(xiàn)了瓶頸。為降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，解決現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)問題，對(duì)磨齒專機(jī)手動(dòng)轉(zhuǎn)位方式進(jìn)行自動(dòng)化改造。

1．機(jī)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(jī)升降工作臺(tái)降低到最低，測(cè)量空間為砂輪在最大直徑時(shí)，加工磨削齒盤零件的范圍，零件需要裝卡在圓盤工作臺(tái)上。以此選擇一款實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)自動(dòng)分度轉(zhuǎn)位的液壓數(shù)控刀架(臺(tái)灣產(chǎn)CLT125-12)。設(shè)計(jì)一個(gè)彎板，足夠支撐刀架。將垂直彎板安裝于機(jī)床工作升降平臺(tái)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(tái)臺(tái)，如圖l所示。

圖11.彎板2.CLT125-12刀架3.雙聯(lián)齒盤4.圓盤工作臺(tái)

(2)由于刀架直接安裝使用，機(jī)床升降臺(tái)與主軸砂輪之間空間高度受限，加工零件范圍將會(huì)縮小，為保證機(jī)床正常加工范圍，經(jīng)過仔細(xì)測(cè)量研究，設(shè)計(jì)增加一套通過刀架墊轉(zhuǎn)接齒輪箱連接液壓馬達(dá)裝置，結(jié)構(gòu)如圖2所示，將其液壓部分改到刀架側(cè)面，由轉(zhuǎn)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l嚙合，空間由513mm降低到452mm，滿足了機(jī)床使用要求(見圖3)。

圖21、2、3、4齒輪軸

圖3

(3)修整砂輪部分:原結(jié)構(gòu)是通過楔鐵形式來保證精度，手動(dòng)來回扳動(dòng)拉桿實(shí)現(xiàn)到位修整砂輪動(dòng)作。為了實(shí)現(xiàn)數(shù)控操作功能，重新設(shè)計(jì)了一套傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，內(nèi)部改為螺桿結(jié)構(gòu)，螺桿通過對(duì)輪連接伺服電動(dòng)機(jī)(規(guī)格為400W臺(tái)灣產(chǎn)絕對(duì)值電動(dòng)機(jī)ECMC—CW一0406RS)，伺服電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)螺桿傳動(dòng)，配套電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器，通過驅(qū)動(dòng)器設(shè)定技術(shù)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)電器控制功能。

(4)工作臺(tái)機(jī)械整體改造完成，如圖4所示。

圖4

圖5

2．電氣部分改造方案分析

電器控制的改進(jìn)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(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)位，從而使齒盤轉(zhuǎn)過相應(yīng)角度，并對(duì)齒盤進(jìn)行加工。

(2)電箱功能:按下自復(fù)位式按鈕，轉(zhuǎn)臺(tái)松開，轉(zhuǎn)過固定角度后鎖緊，即完成轉(zhuǎn)位。

(3)轉(zhuǎn)臺(tái)控制過程簡介:轉(zhuǎn)臺(tái)的控制機(jī)構(gòu)主要包含松開、鎖緊電磁閥，鎖緊、松開到位檢測(cè)開關(guān)。在控制過程中PLC接收控制信號(hào)并輸出，控制轉(zhuǎn)臺(tái)執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。按下按鈕，PLC接收到轉(zhuǎn)位信號(hào)后，PLC輸出松開信號(hào)，松開電磁閥得電，轉(zhuǎn)臺(tái)松開。PLC收到松開反饋信號(hào)后，經(jīng)延時(shí)輸出正轉(zhuǎn)信號(hào)，正轉(zhuǎn)電磁閥得電，轉(zhuǎn)臺(tái)正轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)到一個(gè)工位角度后，到位檢測(cè)開關(guān)輸出，PLC收到到位信號(hào)后，經(jīng)延時(shí)輸出鎖緊信號(hào)，鎖緊電磁閥得電，轉(zhuǎn)臺(tái)鎖緊，轉(zhuǎn)位過程完成。

(4)砂輪修整器部分:使用伺服驅(qū)動(dòng)器的位置模式實(shí)現(xiàn)砂輪修整器的動(dòng)作，位置命令由內(nèi)部寄存器提供，命令值通過伺服驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)定，通過觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)動(dòng)作。PLC通過DI信號(hào)選擇寄存器編號(hào)和觸發(fā)相應(yīng)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)砂輪修整器的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

3.轉(zhuǎn)臺(tái)的自動(dòng)化改造

在數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)操作便捷的理念上將磨齒機(jī)械的工作臺(tái)降低，測(cè)出相應(yīng)的空間作為砂輪在直徑三百時(shí)進(jìn)行加工磨削齒盤零件的距離，其零件需安裝卡在圓盤的工作臺(tái)上，因此需要選取一款可以實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)位的液壓數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的刀架。再設(shè)計(jì)一個(gè)彎板可以完全支撐住數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的刀架。把垂直彎板安裝到機(jī)床工作的升降平臺(tái)的平面上數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的刀架正面放置，經(jīng)過支撐座以及齒盤嚙合的形式進(jìn)行圓盤工作臺(tái)的連接。

4．結(jié)語

通過上述一系列改造，這臺(tái)普通的手動(dòng)控制操作磨齒機(jī)床，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化操作功能，可以輕松操作兩個(gè)按鈕實(shí)現(xiàn)砂輪自動(dòng)修整和轉(zhuǎn)臺(tái)(零件)自動(dòng)轉(zhuǎn)位。改變了20多年操作者頻繁手動(dòng)操作的工作方式。使用1年多時(shí)間，反饋很好，機(jī)床精度穩(wěn)定，生產(chǎn)效率也得到很大提升。