一 概述
由于玻璃鉆飾品外型的特異性,玻璃鉆飾品的加工和檢測基本上處于手工或半手工狀態,耗費較大的人力資源,效率低下,而且產品質量不一,很難保證產品質量的均衡性和持續性。二年前受廣東某玻璃飾品有限公司的委托,我公司代其開發專用機電一體化加工設備------玻璃鉆飾自動磨鉆機,目前該設備已投入試生產運行,本人獨自擔當了整套設備的電控系統集成設計任務,該設備的自動化程度較高,邏輯控制比較復雜,設備的控制核心由三菱fx2n系列plc和擴展模塊以及fx2n-1pg特殊模塊集成,本人在此想同大家交流一下該系統的集成過程和應用體會。
二 磨鉆機用途
本磨鉆機主要用于加工玻璃鉆飾品,加工原料為球狀態玻璃,可加工直徑為φ1.0mm---φ10.0mm間的球狀玻璃,加工面為17個,分別為臺面一個,冠面8個,亭面8個,如下圖所示:
三 磨鉆機組成
為了減小設備體積,節約設備制造成本,提高生產效率,整臺磨鉆機設備設計成雙邊進料交叉加工形式,所以,整套設備有許多相同的部件,由以下各主要部件組成:粘桿夾具(4個)、上料機構(2個)、下料裝置(2個)、翻轉機構(2個)、磨拋機構(2個)、導軌齒條及支架等。
整個設備長約8米,寬約2米,高度約為2米。外型見所附設備照片。
四 磨鉆機傳動
磨鉆機夾具在水平方向的移動定位要求較準確,故采用導軌導向,齒輪齒條傳動,步進馬達驅動方式,磨頭、拋頭以及磨拋轉換采用普通三相異步交流電機驅動,上料機構、夾具垂直方向運動、磨拋換面等均采用氣缸氣動傳動。
五 磨鉆機加工工藝
磨鉆機加工工藝過程比較簡單,設備單邊加工工藝過程如下:粘沙——上料——燒結——磨切——拋光——(換面——磨切——拋光,共八個循環)——下料。
六 磨鉆機機械運動過程
按每個位置加工功能分,磨鉆機有四個加工工位,分別是:粘沙位、上料(下料)燒結位、轉接位、磨拋位。由于兩邊的加工過程一樣,所以以一邊為例說明其機械運動過程。
為了便于方便描述,把加工冠面的夾具稱為冠面夾具,加工亭面的夾具稱為亭面夾具,相應地,加工冠面的換向氣缸稱為冠面換向氣缸,加工亭面的換向氣缸稱為亭面換向氣缸,加工冠面的磨拋機構稱為冠面磨拋機構,加工亭面的磨拋機構稱為亭面磨拋機構。具體機械運動過程如下:(參看《磨鉆機總圖》)
自動開始,系統找原位------在粘沙位冠面夾具和亭面夾具定位——冠面夾具和亭面夾具在氣缸帶動下同時向下粘沙——粘沙完成后兩夾具向上——冠面夾具在步進馬達的驅動下向前移動到上料位(而亭面夾具則在另一步進電機的帶動下向前移動到轉接位,并在翻轉氣缸的驅動下做180°的翻轉,做好轉接準備)——上料機構在氣缸驅動下向上上料——上料完畢,上料機構向下,同時冠面夾具在步進馬達的驅動下移動到磨拋位(冠面夾具開始作周期性往復慢行,直到拋光加工結束為止)——冠面夾具在氣缸的驅動下向下磨臺面——加工完臺面,冠面夾具垂直向上,同時撤消冠面夾具定位,——冠面換向氣缸1動作換面,——冠面夾具向下磨第一冠面,——磨完冠面1,冠面夾具向上——撤消冠面換面氣缸1——冠面換向氣缸2動作換面——冠面夾具又向下磨第二冠面(如此這樣,一直把第八個冠面磨完)——然后,冠面夾具向上,磨拋機構在電機的驅動下做工180°的旋轉,準備進行拋光,(拋光接著從 后一個被磨冠面即第八冠面開始)——冠面夾具向下——拋光第八冠面——第八冠面拋光完畢,冠面夾具向上——同時撤消冠面換向氣缸8——冠面換向氣缸7動作——然后,冠面夾具向下拋光第七冠面(如此這樣,直到把第一冠面拋光完成)——冠面夾具向上——冠面夾具定位氣缸動作定位——冠面夾具向下拋臺面——拋光完臺面,冠面夾具向上(磨拋機構準備180°轉換)——冠面夾具停止往復慢行,然后找基準——冠面夾具在步進馬達的驅動下向后移動到轉接位——亭面夾具向上轉接玻璃球——點火燒結——亭面夾具向下——亭面夾具作180°翻轉——轉接完成,(冠面夾具則在步進馬達的驅動下向后移動到粘沙位,開始冠面夾具下一周期循環工作)——亭面夾具移到磨拋位——亭面夾具撤消定位(亭面夾具開始周期性往復慢行,直到亭面磨拋加工完成為止)——亭面換面氣缸1動作——亭面夾具向下——磨第一亭面——亭面夾具向上,撤消亭面換面氣缸1——亭面換面氣缸2動作——亭面夾具向下——磨第二亭面(如此這樣,直到把第八個亭面磨完)——亭面夾具向上(亭面磨拋機構180°轉換,準備拋光)——亭面夾具向下——拋光第八亭面(接著從 后被磨的第八亭面開始拋光)——亭面夾具向上,撤消亭面換面氣缸8——亭面換面氣缸7向下——拋光第七亭面(如此這樣,直到把 后一個亭面即第一亭面拋光完成)——亭面夾具停止往復慢行,找基準——亭面夾具向上(亭面磨拋機構準備180°轉換)——亭面夾具定位——亭面夾具在步進馬達的驅動下向后移動到下料位點火——下料——亭面夾具向后移動到粘沙位粘沙——(亭面夾具下一周期循環開始)至此,一個玻璃飾品的加工已完成。