YJS35刀片钝化抛光机自动控制系统设计.pdf

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制造业信化
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YJS35刀片钝化抛光机自动控制系统设计
范昆
(自贡硬质合金有限责任公司,四川自贡643011)
摘要:介绍了刀片钝化抛光自动控制系统的设计以及在刀片純化抛光中的应用,解决了国内同类设备定位精度及一
致性差、钝化抛光质量不稳定和生产效率低下的难题。
关键词;自动控制;定位精度质量一致性;生产效率
中图分类号:TG659
文献标识码:A
文章编号:1002-2333(2013)03-0091-02
引言
刀片钝化及抛光机是对硬质合金刀片的刀口进行
Proface 1触摸屏
钝化、以及刀片槽口或表面抛光的设备。目前国内普遍
「三菱PIC
设计生产的刀片钝化抛光机基本上采用简易手动操作
和人工凭经验对刀片定位,这就使得该设备在上下旋盘
画「上工作台通迅
压力研磨其他
的转速、正反转的时间以及正反转的次数等受人为因素
变網伺服哪动变概器剂和安全
统(伺
水喷
影响,因而钝化和抛光质量以及产品一致性差,生产效
服回零、
上L作快慢速行
率低。为此设计了一种刀片钝化抛光机全自动控制系
台(刷「/程定位、『下7】系统『统『系统
统,该系统実际应用在刀片钝化抛光生产过程中,成功
盘正反/位行上『台将盘
地解决了影响刀片钝化抛光质量一致性及生产效率低
转转下振动)「正反转MD转
转速、换模
下的难题。
速、正定位模‖正反转『“块
反转时
时间
2刀片钝化抛光的主要工艺过程
间、次
伺服
张动器「次数)『压力
工艺过程:(1)由上工作台缓慢进给至下工作台,并
伺服电机
由上工作台刷子对下工作台产生的压力确定上工作台从
零点到该工作位的总行程;(2)上工作台按照事先确定的
图1系统组成
总行程从零点先快速进给到工作位附近,再缓慢精确进3.2刀片钝化抛光机控制要求
给到工作位,然后上下工作台按设定的转速以及正转、反
(1)为保证上下旋盘的正反转转速可控,且在钝化抛
转次数和时间进行自动正反转切换;(3)钝化抛光开始后光过程中根据工艺时间变换不同速度以满足钝化工艺和
按设定时间和中间间隔时间延时喷研磨剂,然后再延时抛光工艺不同的速度要求,同时还要方便调整不同刀片
喷水;(4)对有槽型的月片要求上工作台进给到工作位后的转速要求,这就提出了更高的集成度要求,所以设计用
还要在该工作位按设定时间和位移上下振动,以保证对三菱PILC同变频器通讯的方式来控制上下旋盘电机的启
刀片槽型内的抛光;(5)抛光工艺时间结東后上下工作台停、正反转、以及工艺过程中自动切换转速。
自动停止旋转,同时上工作台自动快速回到零点附近,然
2)要保证上工作台的定位精度要高,且重复性好,
后再缓慢回到零点;(6)下旋盘再慢速旋转方便产品盘卸选用台达AB系列伺服电机和伺服驱动器,该伺服系统
出刀片,钝化抛光工艺结束。
分率可达10000永冲r,如此高的分辫率可保证位移控
3刀片钝化抛光机的主要组成及控制要求
制精度达到0.5um(若丝杆螺距为5mm),同时还可控制
1刀片钝化抛光机系统组成
该系统最低速度为0.5pmk,为钝化抛光带槽形刀片时上
刀片钝化抛光机主要由:上旋盘、下旋盤、上工作台下振动达微米级的细小位移和微米级速度成为可能。且
进给驱动系统、下工作台压力检测控制系统、研磨剂和水该伺服系统有电气零点,在不断电情况下系统始终以该
喷射系统、安全联锁系统组成。如图1系统组成所示为控电气零点为原点,保证了系统的可重复性。
制系统的主要组成示意图。
(3)为精确测得系统零点到刀片的准确位移,保证伺
断出现,在生产实践中积极寻找各种有效实用的加工方法,
(编辑立明)
可满足市场对个性化产品的需求,为企业带来更多的商机。
[参考文献
作者简介:李学森(1969),男,机械工程师,高意科技K8实验室主任,
1]Flow水刀原理Z.福禄远东股份有限公司,2007.
从事各种光学玻璃产品的加工研发工作。
2]沈忠厚水射流理论与技术M.北京:石油大学出版社,1998
收稿日期:2012-12-05
机械工程师2013年第3期91
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服系统的定位行程为系统零点到刀片上表面的精确位于PILC通过通讯控制变频器正反转、写入顺率值以及读
移,设计采用了通过把压力传感器的上表面调整到与产取变频器电压等程序与上类似,本文不再赘述。
品盘中刀片上表面为同一水平面,则当上旋盘刷盘缓慢4.2伺服电机定位程序设计
进给到刀片上表面时达到设定压力如:300-500g,则上工
三菱PLC通过对三菱定位模块写入启停、位移、速度
作台自动停止,同时系统自动把伺服系统当前行程记为等指令来实现伺服电机的上电回零、高速位移、慢速定
自动运行时的总行程(到位行程)。
位、到位后上下振动功能。具体动作流程为:①初次上电
(4)其余研磨剂和水喷射系统以及安全联锁系统主后的电气回零过程。②手动缓慢进给方式,通过压力传感
要由三菱PLC逻辑程序实现。
器压力值确定刀片位置,并把该位置记为总行程。3③自动
4根据控制要求设计程序
运行时先快速定位到接近总行程处,然后慢速精确定位
4.1三菱PLC与1LG变频器通讯程序设计
至总行程。④到位后按设定间歇时间和速度以及位移执
变频器与三菱PLC之间以 MODBUS-RTU和RS485行上下振动功能。
通讯,以达到对变频器启停、速度变化以及正反转的控
定位模块定
制,而且还可以读出变频器电流值大小判断刷盘与刀片位程序设计:定
接触力的大小,并根据该值自动调整上工作台的工作位位模块驱动伺服
置和刷盘的转速快慢。具体程序如下
系统自动上升,
t- DD1OI
0 LDI M8000
先快速回到零点00pl
1 OUT M8161
附近,接近零点
*通讯参数设置
时缓慢进给到:m?
3 LD M8002
4 MOV HOC81 D8120
位,保证伺服系
9 SET M20
统定位重复性。
10 LD M20
如图2(伺服自
动上升)所示。
图2伺服自动上升
11 OUTT2 K4
读输出电流
其余伺服系统自动下降、上电自动回零、上下振动功
14 LDP T
能以及缓慢进给功能同以上程序设计。
16 MOVP H3005D300
21 MOVP H5231D301
5结论
26 MOVP I3030D302
通过该控制系统在刀片钝化抛光机使用实践表明:
31 MOVP H3930D303
该系统自动化程度高,一键式自动循环操作,一旦工作
36 MOVP H4131 D30
行程、正反转交替工作时间、上下振动位移等工作参数
41 MOVP H444 D305
设定后只要按下“