提高設(shè)備生產(chǎn)效率,節(jié)約生產(chǎn)成本是生產(chǎn)型企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益的重要方式。所以要從企業(yè)利益出發(fā),開發(fā)出適合產(chǎn)品的最佳設(shè)備,為企業(yè)創(chuàng)造跟多效益,同時也是提高生產(chǎn)力的重要途徑。
大中型黃銅分流器是商用空調(diào)重要部件,壓縮機(jī)出來的冷媒要經(jīng)過分流器把冷媒平均分配到熱交換器上。毛胚件是通過熱模鍛造機(jī)鍛制而成,比起黃銅澆鑄硬度和機(jī)械強(qiáng)度及密封性都有很大提高。
分流器本體上少至2個孔,多的要打近30個孔,不同產(chǎn)品的都有不同的孔數(shù),而且每種孔都有自己的傾斜角度,種類繁多,個別產(chǎn)品上還有尺寸不同的兩種孔,加工起來比較費時費力。
1.確立方案
分析工藝后方法有大致下列兩種:
1.1.利用加工中心 開通第五軸控制數(shù)控分度頭打孔,這種方法的好處是什么樣的孔都能打,但是費用很高,加工中心和數(shù)控分度頭及改造費用每臺要超過100萬元。且加工中心做這樣單一的工作有點大材小用了。
1.2.利用專用自動鉆床(風(fēng)電式動力頭)打孔,數(shù)控分度頭控制孔數(shù),加上角度工作臺調(diào)節(jié)(手動)角度。這樣做的好處是費用比較小,整個投資能控制在5~6萬圓左右,只是要單獨做一套自動控制裝置控制整臺設(shè)備自動運行就可以了。
第一種方案費用實在太高,并且由于分流器產(chǎn)量比較多,改造一兩臺根本不能滿足生產(chǎn)需要。經(jīng)過認(rèn)真分析考慮再結(jié)合自身技術(shù)能力決定采取第二種方法。第二種放能完成大部分分流器的工作要求,但是有少數(shù)品種一個本體上有兩種不同孔徑的產(chǎn)品不能打,于是想在下面加一個數(shù)控十字工作臺。風(fēng)電式動力頭加裝雙頭鉆來個實現(xiàn),打完一個規(guī)格的孔再根據(jù)程序自動移動到另外一個鉆頭下打控。整個設(shè)備處要求裝料卸料外其余都自動完成。這樣就需要控制3個軸做運動,一個軸控制數(shù)控分度頭,兩個頭控制數(shù)控十字滑臺。如果利用plc來控制,雖然也可以發(fā)送脈沖來控制步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī),但是要控制三個軸還是比較有難度的,而且plc程序編程后要變動的話需要專業(yè)人員修改,數(shù)控平臺歸零位,在運行中急停(plc高頻脈沖是由硬件發(fā)出的,而梯形圖程序的工作是循環(huán)掃描)都是比較復(fù)雜的。大多數(shù)型號plc都沒有多軸聯(lián)動功能,要加裝昂貴的特殊功能模塊才能有類似功能。經(jīng)濟(jì)性和工程難度還是比較高的。如果利用數(shù)控銑床系統(tǒng),控制分度頭和數(shù)控十字平臺是沒問題的,但是控制風(fēng)電式動力頭的控制就有問題了,這個風(fēng)電式動力頭是靠壓縮空氣通過兩位五通電磁換向閥控制上下,另外還要控制主軸電機(jī)的運行。一般來說,只有中高檔數(shù)控系統(tǒng)(如發(fā)那科、西門子、三菱等數(shù)控系統(tǒng))才會有開放式的plc編程模塊,才能完成控制這個動力頭的工作,但是這類數(shù)控系統(tǒng)一般要和生產(chǎn)廠家一起合作才能完成這個工作。費用要比利用plc控制高很多。
經(jīng)過搜索,發(fā)現(xiàn)一種面板型運動控制器比較合適這種設(shè)備且費用也比較低。改型面板型運動控制器(數(shù)控系統(tǒng))采用高性能32 位CPU,驅(qū)動裝置可采用細(xì)分步進(jìn)電機(jī)或交流伺服電機(jī),配備液晶顯示器,全封閉觸摸式操作鍵盤。該系統(tǒng)具有可靠性高,精度高,噪音小,操作方便等特點。該控制器可控制1-3個電機(jī)運動,可實現(xiàn)點位、直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)的操作。具有簡易PLC 功能,輸入/輸出的設(shè)置功能可方便的使用和維修,適用于各類的1-3 軸運動裝置。比較適合分流器鉆床的要求,一個軸控制分度頭,其余兩軸控制數(shù)控十字平臺,它自帶的I/O接口正好能控制風(fēng)電式動力頭,完全滿足工藝需要。
2.工程細(xì)節(jié)
首先,電氣上按照要求,再參考各元件的功能接線圖畫出電氣原理圖。機(jī)械上就比較簡單了,數(shù)控分度頭、數(shù)控十字平臺、風(fēng)電式動力頭都能從市場上可以直接買到,只需把他們組裝上去就可以了。該型運動控制器有16路信號輸入,8路型號輸出可根據(jù)要求在參數(shù)中自由設(shè)定。數(shù)控十字滑臺采用110兩廂四線步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動,直線滾珠導(dǎo)軌、3205滾珠絲杠做為傳動軸,110兩廂四線步進(jìn)電機(jī)步距角為1.8度.3205滾珠絲杠每圈傳動距離為5MM。
這樣的精度是能夠滿足分流器加工要求的,但是為了調(diào)試方便和照顧使用者的習(xí)慣,必須把運動控制器的運行顯示精度調(diào)到0.001MM。這就需要用到步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器上面的細(xì)分功能和運動控制器的電子齒輪了。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的細(xì)分不僅能使步進(jìn)電機(jī)提高精度,更能使步進(jìn)電機(jī)運行平穩(wěn)、減少噪音。
電子齒輪分子,分母的確定方法:
電機(jī)單向轉(zhuǎn)動一周所需的脈沖數(shù)(n) / 電機(jī)單向轉(zhuǎn)動一周所移動的距離(以微米為單位) (m)?,F(xiàn)在把步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器細(xì)分設(shè)為5000,也就是步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)360度需要5000個脈沖,這樣每個脈沖能使絲桿傳動0.001MM。根據(jù)電子齒輪計算公式得出電子齒輪為1/1。
數(shù)控分度頭也是用110兩相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動的,減速比為1/90,細(xì)分設(shè)為4000。
也是1/1,這樣也就是說步進(jìn)電機(jī)每個脈沖分度頭運動0.001度,運動控制器每發(fā)一個脈沖顯示增(減)量為0.001。
按照設(shè)計方案完成設(shè)備安裝后,設(shè)定I/O點及各個參數(shù)聯(lián)機(jī)調(diào)試后完全能夠達(dá)到設(shè)計要求及產(chǎn)品需要,并且由于該運動控制器編程是采取填表式編程,所以即使不是專業(yè)人員也能根據(jù)該機(jī)提示很快掌握,調(diào)試方便、靈活。為了更大的減少編程工作,可把動力頭控制的程序做成子程序,直接調(diào)用,節(jié)省了程序空間,更方便操人員使用。(具體編程方式可詳見該運動控制器說明書)
利用該型運動控制器做的分流器數(shù)控鉆床具有電路簡化、系統(tǒng)安全可靠、故障率低,調(diào)試簡單等優(yōu)點。比以前用plc做過的幾臺分流器(未帶數(shù)控滑臺)機(jī)床具有投資更小,程序簡單,界面友好的優(yōu)點。