专机磨床自动化改造

■ 沈阳机床股份有限公司 （辽宁 110142） 魏兰杰

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SIZM-654是一台由普通平磨机床改造而成的专机磨齿机床，齿盘零件一般为12或24齿，依靠机械手动按钮点动控制来实现转台转位，完成齿盘磨削加工。虽然数控机床快速发展，但之前一直使用20多年的专机也仍然在承担着繁重的生产任务。不仅操作者劳动强度大，生产也出现了瓶颈。为降低工人劳动强度，解决现实的生产问题，对磨齿专机手动转位方式进行自动化改造。

1.机械部分改造方案分析

（1）本着以人为本，操作方便的宗旨。将磨齿机升降工作台降低到最低，测量空间为砂轮在最大直径时，加工磨削齿盘零件的范围，零件需要装卡在圆盘工作台上。以此选择一款实现工作台自动分度转位的液压数控刀架（台湾产CLT125-12）。设计一个弯板，足够支撑刀架。将垂直弯板安装于机床工作升降平台平面上。刀架正面朝上放置，通过支撑座、齿盘啮合方式连接圆盘工作台，如图1所示。

（2）由于刀架直接安装使用，机床升降台与主轴砂轮之间空间高度受限，加工零件范围将会缩小，为保证机床正常加工范围，经过仔细测量研究，设计增加一套通过刀架垫转接齿轮箱连接液压马达装置，结构如图2所示，将其液压部分改到刀架侧面，由转接装置通过齿轮轴4和齿轮轴3啮合，过渡齿轮轴2与齿轮轴1啮合，空间由513mm降低到452mm，满足了机床使用要求（见图3）。

图 1

（3）修整砂轮部分：原结构是通过楔铁形式来保证精度，手动来回扳动拉杆实现到位修整砂轮动作。为了实现数控操作功能，重新设计了一套传动结构，内部改为螺杆结构，螺杆通过对轮连接伺服电动机（规格为400W台湾产绝对值电动机ECMC-CW-0406RS），伺服电动机带动螺杆传动，配套电动机驱动器，通过驱动器设定技术参数，实现电器控制功能。

（4）工作台机械整体改造完成，如图4所示。

图 2

图 3

图 4

2.电气部分改造方案分析

电器控制的改进方案主要通过如下方法解决。

（1）制作电箱：使操作者通过操作电箱控制刀架转台转位，从而使齿盘转过相应角度，并对齿盘进行加工。

（2）电箱功能：按下自复位式按钮，转台松开，转过固定角度后锁紧，即完成转位。如图5所示。

（3）转台控制过程简介：转台的控制机构主要包含松开、锁紧电磁阀，锁紧、松开到位检测开关。在控制过程中PLC接收控制信号并输出，控制转台执行相应的动作。按下按钮，PLC接收到转位信号后，PLC输出松开信号，松开电磁阀得电，转台松开。PLC收到松开反馈信号后，经延时输出正转信号，正转电磁阀得电，转台正转。转到一个工位角度后，到位检测开关输出，PLC收到到位信号后，经延时输出锁紧信号，锁紧电磁阀得电，转台锁紧，转位过程完成。

图 5

（4）砂轮修整器部分：使用伺服驱动器的位置模式实现砂轮修整器的动作，位置命令由内部寄存器提供，命令值通过伺服驱动器参数设定，通过触发信号触发动作。PLC通过DI信号选择寄存器编号和触发相应动作，实现砂轮修整器的往复运动。

3.结语

通过上述一系列改造，这台普通的手动控制操作磨齿机床，实现了自动化操作功能，可以轻松操作两个按钮实现砂轮自动修整和转台（零件）自动转位。改变了20多年操作者频繁手动操作的工作方式。使用1年多时间，反馈很好，机床精度稳定，生产效率也得到很大提升。