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1、拦 旦 主 持 杰 设备5维修 I L 口 H i p me n t a n d Ma i n t e n a n c e Z S T Z 3 1 5 6 3 0 磨齿机电气改造实例 扬州双扬机械有限责任公司 ( 江苏2 2 5 0 0 3 ) 吴泽明 Z S T Z 3 1 5 6 3 系列磨齿机是德国早期产 品 ( 国 内相近 型号为YK 7 1 6 3 ) ，在我 国机械制造行业大 量拥有 ，尽 管有被成形磨取代的趋势 ，但在广大的 中小企业到处仍见它的身影 。不少机 器机械部分还 相 当完好 ，但 电气部分严重老化、故障频频 ，因此 我们对 本公司内8 0该型号磨齿机全面进行 了电气
2、改造 ，以较小的代价取得 了非常好的效果 。 1 改造方案 ( 1 )磨 齿机工作时机械动作 比较 复杂 ，各部 分之间有非 常严格的逻辑关系和定位要求。机 器的 各种电动机 多达十几只，各种继电器、接触器、行 程开 关有 几十个 ，触点几百 个 。由于不停频 繁地 吸合放松 ，所以故障率极高 ，检修非常麻烦 ，所以 我们决定用P L C ( 可编程控制器)和接近开关全面 一 一 替代 ，大大地提高了可靠性 ，同时检修可用电脑监 控 ，非常直观。 ( 2 )机 器的展成运动是 由一台 1 5 k W的双 速 交流 电动机 驱动 ，用 三只继 电器进行 切换 ，得 到 “ 高”、 “ 低”两种速
3、度 。展成运动方向的改变也 用 由两只继 电器切换相序来完成 。原机部分就用 了 5 个接触 器 ，我们采 用变频 器驱动 ，保留原展成 电 动机 。变频器的工作状态 由P L C 用MODB US 通信 控制，让展成运动做到了无极调速，换向无触点切 换。 ( 3 )滑枕 电动机也 用变频器驱动 ，替 代以前 已经失灵的P W带无极变速器 ( 有的机型采用双 速 电动机 )。 ( 4 )为确保 齿轮加 工的精度 ，磨头进 出定 位 有很 高的要求 。此类 磨齿机磨 头定位 方法一般 有 两种 ，一是用液压推动并保持压 力，效果非常好 ； 还有一种就像我们这种机器采用小 电动机 ，到位后 处于堵
4、 转状态 ，始终 依靠 电动 机的 电磁力压住 定 位块 。因为堵转时电动机的电流非常大 ，所以在电 路中都 串有限流电阻。由于长期处于恶劣 的工作环 境中 ，这部分电动机损坏率比较高。我们原机用的 是一种单相涡流微型 电动机 ，有些里面桶状的铝质 转子 已严重变形 无法修复 ，相 同型号市场又没有 ， 于是选用容易取得的 国产三相微型电动机 ，通过试 验 ，确 定 了最 佳线路 ，既保证 了运动时 的驱动功 率 ，又避免堵转保持时 电动机发热严重。 2 具体实施 P L C 选用台达DVP 一6 0 E C，该 型号是D e l t a 公 司P L C 产品中的一款普通型，包括主机加扩展I
5、 O 可达 1 2 8 点 ，内置R S 一2 3 2 与RS 一 4 8 5 通信接 口，支 参磊 7 5 F 务与维簪 上 q u ip me n t a n d M a i n t e n a n c e 持MO DB US AS CL L R T U通信协议 。由于控制点较 多，我们又增加 了一个0 8 XP 输入 输 出模块 ，一共 用 了6 8 个点。 展成 电动机也是用台达VF DB 3 7 k W通用型 变频器驱动 ，该变频 器性能不错 ，由于是 一个厂 家的产 品用MODB US 协议与P L C 通信控制非常方 便 ，而且价格低 ，在此应用恰到好处。原 电动机是 4 8 极
6、双速 电动机 ，我们使用时绕组接成4 极 ，这样 可以在额定频率下得到更大的速度调节范 围和功率 保证。 磨头进 出电动机用国产三相微型电动机替代， 三相 电动机具 有体积 小 、功率 大 、换 向方便等特 点。具 体选用 的型号是J W5 0 2 4 ( 功率6 0 W ，电压 3 8 0 V，电流0 3 A，转速 1 4 0 0 r mi n )。为 了保证磨 头进 出可靠 ，又要考虑 电动机堵转时发热量在允许 的范围内，限流 电阻的 选择非 常重要 ，阻值大 则电动机特性变软 、转 矩小 ；阻值小 则电动机 发热严重 ，如果将电 阻 始终串在电路 中确实很 难平衡 。我们 用了一个 接触
7、器增加了切换 电路 ( 见 图1 ) ，磨头 到位 堵转时电阻起作用 ，前 后运动时再将它短路 。 改 造 后 三 个 月 运 行 证 明 ，替换非常成功 ，磨 头运动轻快流畅 、定位 3 8 0 V 磨头进出电机 图1 磨头进出电动机接线 准 确可靠 、电动机温升 正常 。我 们选用 的阻值为 8 2 0 Q、功率5 0 W。使用中实际测量 ，电动机堵转 时线电压是 1 2 0 V，相 电流0 1 9 A，温升3 0 C。 3 软件实现 磨齿机加工齿轮的过程尽管很复杂 ，但可以分 解成个几个分部的简单动作 ，是 由滑枕运动 、展成 运动 、磨头进 出、齿轮分度按一定规律和时序的组 合，所以掌
8、握了机床工作顺序后编制程序不是太难 的 ( 见图2 )，但有几点要注意： ( 1 )程序 必须具 有对机床必要 的保护 功能 ， 如润滑的缺失 、电路过载、行程极限等 。 7 6 参 磊 棚工 ， O rI 而 碍 邪 工 图2 主程序控制流程 ( 2 )展成 电动机 用MOD B US 通信控制启停 、 换向 ，但速度采用模拟量外部控制 ，在电柜上装一 电位器方便操作工调节 ，滑枕的速度调节也用同样 的方法处理。 ( 3 )接近开关 、P L C 对干扰 比较敏 感 ，要注 意屏蔽 、隔离 ，布线时要将信号线 、控制 线与动力 线分开 ，采取一点接地 。 4 结语 从2 0 1 2 年开始N2 o 1 3 年2 月 ，我们共完成 了8 台 该 类型的磨 齿机 电气 改造 。除 了上述 的主要 部件 外 ，低压电器我们用的德力西产品 ，效果也不错 ， 这样 平均每 台的 电气 改造材料 费用不超过 1 0 0 0 0 元。机器从 完工到现在几个月的状况来看 ，设备几 乎是无故障运行。万一有问题检修也很方便 ，只要 从P Lc 的I , O口就可以掌握机床的全部工作状态， 进一步 用电脑监控 更是一 目了然 。总之 从当初调 研、设计 ，到最后的调试结束 ，在这半年时间里我 们终于让这批老设备重新焕发了青春。MW ( 收稿 日期 ：2 0 1 3 0 8 1 6 )
