Z8025冷芯盒射芯機(jī)芯盒移動(dòng)機(jī)構(gòu)原理、常見故障及排除方法

王平軍

（陜西金鼎鑄造有限公司，陜西 岐山 722408）

Z8025冷芯盒射芯機(jī)芯盒移動(dòng)機(jī)構(gòu)原理、常見故障及排除方法

王平軍

（陜西金鼎鑄造有限公司，陜西 岐山 722408）

本文重點(diǎn)分析Z8025冷芯盒射芯機(jī)芯盒移動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理，常見故障及排除方法，其中對(duì)芯盒移動(dòng)機(jī)構(gòu)自動(dòng)運(yùn)行西門子PLC程序做了詳盡分析，對(duì)了解西門子程序，排除芯盒移動(dòng)機(jī)構(gòu)一般故障有一定的借鑒作用。

PLC程序；芯盒移動(dòng)機(jī)構(gòu)；故障；排除方法

CLC NO.: U469 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)03--

1、概況

芯盒移動(dòng)機(jī)構(gòu)是Z8025冷芯盒射芯機(jī)的一個(gè)關(guān)鍵部件，其示意圖如圖1所示，它主要由圖1中的芯盒移動(dòng)油缸3、工作臺(tái)導(dǎo)軌4、芯盒移近到位接近開關(guān)2、芯盒移近變速位接近開關(guān)5、外導(dǎo)軌6、芯盒移出變速位接近開關(guān)9、芯盒移出到位接近開關(guān)8、芯盒小車7、下芯盒10、上芯盒1、圖3至圖16中的西門子PLC程序段組成，制芯時(shí)，下芯盒10裝載在芯盒小車7上，芯盒移動(dòng)油缸3運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)芯盒小車7從設(shè)備外運(yùn)行至設(shè)備內(nèi)部，到芯盒移近到位接近開關(guān)2亮?xí)r芯盒小車運(yùn)行停止，小車停在工作臺(tái)上（圖略），工作臺(tái)上升至予上芯盒1合模狀態(tài)時(shí)停止，射砂機(jī)構(gòu)（圖略）經(jīng)過上芯盒射入混好的樹脂砂，射砂完畢后，射砂機(jī)構(gòu)移出，吹氣機(jī)構(gòu)（圖略）經(jīng)過上芯盒1向芯盒中吹入100℃的三乙胺與壓縮空氣的混合氣體，吹氣完畢，工作臺(tái)下降，下降到位后，芯盒小車移出，制芯工作完成。

2、液壓原理

芯盒移動(dòng)機(jī)構(gòu)液壓原理圖如圖2所示， 當(dāng)圖1中的芯盒小車7裝在下芯盒10移進(jìn)時(shí)，圖2中的三位四通電液比例換向調(diào)速閥4工作在右位，油液從三位四通電液比例換向調(diào)速閥4右位流出，經(jīng)過疊加式平衡閥3流出，流出的油液分兩路，一路打開液控單向閥2，另一路進(jìn)入油缸中活塞右側(cè)，推動(dòng)活塞向左運(yùn)行，使油缸拖動(dòng)圖1中的芯盒小車7向設(shè)備內(nèi)部的上芯盒下部已移進(jìn)，油缸活塞左側(cè)的油液經(jīng)過三位四通電液比例換向調(diào)速閥4進(jìn)入油箱（圖略），從而實(shí)現(xiàn)芯盒移進(jìn)的目的，芯盒小車移出時(shí)原理與移進(jìn)相同，當(dāng)圖1中的芯盒小車7移進(jìn)或移出到位時(shí)，三位四通電液比例換向調(diào)速閥4處于中位，左位與右位比例電磁鐵失電，液控單向閥2關(guān)閉，油缸右腔中的油壓低于平衡閥3的設(shè)定壓力，油缸停止運(yùn)動(dòng)，芯盒移出時(shí)，疊加式平衡閥3作用調(diào)節(jié)壓力，起到調(diào)節(jié)小車速度的作用，調(diào)節(jié)方法是手動(dòng)調(diào)節(jié)平衡閥3的開度大小，從而達(dá)到調(diào)節(jié)小車速度的目的，芯盒移出時(shí)平衡閥3的作用是在回油路上形成背壓，起到緩沖作用，防止形成液壓沖擊，手動(dòng)調(diào)節(jié)平衡閥3開度大小可以達(dá)到調(diào)節(jié)背壓壓力的作用，三位四通電液比例換向調(diào)速閥4是通過從界面（圖略）設(shè)定芯盒速度，進(jìn)而設(shè)定比例閥功率放大器5電壓大小，使三位四通電液比例換向調(diào)速閥4開度大小得以調(diào)節(jié)，從而達(dá)到控制芯盒小車運(yùn)行速度的目的，三位四通電液比例換向調(diào)速閥4的功率放大器5電壓范圍是0V至10V，0V時(shí)開度最小，10V時(shí)開度最大，此時(shí)圖1中的芯盒小車7速度最大，速度設(shè)定為4位16進(jìn)制數(shù)，速度設(shè)定范圍是1000至FFFF（對(duì)應(yīng)十進(jìn)制數(shù)65535）,FFFF對(duì)應(yīng)功率放大器10V電壓。圖2中的液控單向閥2、疊加式平衡閥3、三位四通電液比例換向調(diào)速閥4、功率放大器5均是日本油研公司產(chǎn)品。

3、PLC控制原理

芯盒移動(dòng)程序控制采用德國西門子PLC程序控制，具體如下：

如圖3、圖4所示，芯盒移進(jìn)時(shí)，在按鈕站上把“手動(dòng)/自動(dòng)”旋鈕旋轉(zhuǎn)至“手動(dòng)”檔位，開啟油泵，轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕，按“工作位”按鈕，此時(shí)圖3中的輔助繼電器M100.3觸點(diǎn)閉合，由于此時(shí)圍屏門左右前門處于開到位狀態(tài)，因此常開觸點(diǎn)I10.1、I10.4閉合，這時(shí)中間繼電器Q12.7得電，圖2中的三位四通電液比例換向調(diào)速閥4右位電磁鐵線圈得電，該比例調(diào)速閥4工作在右位，芯盒小車移進(jìn)。芯盒移出時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕，按“原位位”按鈕，此時(shí)圖4中的輔助繼電器M100.4觸點(diǎn)閉合，由于此時(shí)圍屏門左右前門處于開到位狀態(tài)，因此常開觸點(diǎn)I10.1、I10.4閉合，這時(shí)中間繼電器Q12.6得電，圖2中的三位四通電液比例換向調(diào)速閥4左位電磁鐵線圈得電，該比例調(diào)速閥4工作在左位，芯盒小車移出。

3.2 芯盒小車速度控制

芯盒小車在運(yùn)行時(shí)分為低速運(yùn)行與高速運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)芯盒小車的“慢、快、慢”運(yùn)行步調(diào)，具體如下：

（1）芯盒移進(jìn)與移出速度符號(hào)的區(qū)分：

如圖5所示，為了區(qū)分圖1中的芯盒小車7移進(jìn)與移出，規(guī)定芯盒移出速度符號(hào)為正，芯盒移進(jìn)速度符號(hào)位負(fù)，為了實(shí)現(xiàn)此功能，圖5中引入了補(bǔ)碼指令，在按鈕站界面（圖略）上設(shè)定小車移進(jìn)低速速度大小時(shí)，設(shè)定的4位16進(jìn)制數(shù)進(jìn)入圖5中的MW28地址位。在按鈕站界面（圖略）上設(shè)定小車移進(jìn)高速速度大小時(shí)，設(shè)定的4位16進(jìn)制數(shù)進(jìn)入圖5中的MW30地址位，不管自動(dòng)運(yùn)行還是手動(dòng)運(yùn)行，I0.0常閉觸點(diǎn)與常開觸點(diǎn)均有一個(gè)閉合接通，整數(shù)補(bǔ)碼器均處于啟動(dòng)狀態(tài)，MW28、MW30中的4位16進(jìn)制取反，分別輸出給地址位MW60、MW62，此時(shí)該兩個(gè)地址位中存儲(chǔ)的速度值為負(fù)，從而達(dá)到區(qū)分芯盒移進(jìn)與芯盒移出速度的目的。設(shè)定好芯盒小車速度后，接下來就是把各地址位中的速度值經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換器DA（圖略），在小車開始運(yùn)行時(shí)，在各快或慢運(yùn)行狀態(tài)下數(shù)模轉(zhuǎn)換器DA把4位16進(jìn)制速度值轉(zhuǎn)換為電壓模擬信號(hào)，經(jīng)過圖2中的功率放大器放大后給圖2中的三位四通電液比例換向調(diào)速閥4電磁鐵線圈，從而達(dá)到調(diào)節(jié)小車速度的目的。

除了體重，你的身高和書本大小也是選購書包的參照標(biāo)準(zhǔn)。你挑選的書包需要有足夠的空間來裝書和文具，在符合條件的書包中，最好選擇小一點(diǎn)兒的。通常情況下，書包的寬度應(yīng)該小于你的身體寬度。把書包背上身后，書包底端應(yīng)該在腰以上10厘米處，而不是耷拉在屁股上；書包頂端應(yīng)該低于你的頭。作為6～9歲的中低年級(jí)小學(xué)生，你的書包大小在39厘米左右比較適宜。

（2）芯盒小車速度清零

如圖6所示，在芯盒小車停止?fàn)顟B(tài)，中間繼電器Q12.6（芯盒移出）、Q12.7（芯盒移進(jìn)）常閉觸點(diǎn)處于閉合狀態(tài)，這時(shí)經(jīng)過MOVE傳送指令，把十六進(jìn)制0傳送給PQW370，PQW370經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換器DA（圖略），把0值賦給圖2中的功率放大器5，使功率放大器輸出電壓為0V，使圖2中的三位四通電液比例換向調(diào)速閥4起始電壓為零，這時(shí)該閥左右兩端線圈電壓為0V，處于完全關(guān)閉狀態(tài)，保證芯盒小車可靠停止。

（3）芯盒小車低速與高速的控制：

如圖8所示，芯盒小車處于移進(jìn)低速位分為兩個(gè)狀態(tài)，一個(gè)狀態(tài)是圖1中芯盒小車7在起點(diǎn)開始移進(jìn)運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)，此時(shí)芯盒移出變速位接近開關(guān)9接通閃亮，小車以低速開始移動(dòng)，另一個(gè)狀態(tài)是圖1中的芯盒小車7快速運(yùn)行至芯盒小車移進(jìn)變速位接近開關(guān)5接通閃亮?xí)r的狀態(tài)，此時(shí)小車由高速轉(zhuǎn)換為低速。在這兩個(gè)狀態(tài)下，圖11中接近開關(guān)I4.5或I4.6接通閉合，中間繼電器Q12.7觸點(diǎn)閉合，MOVE傳送指令啟動(dòng)，把地址位MW60中的4位16進(jìn)制低速速度值給外設(shè)輸出地址位PQW370，PQW370中的數(shù)值經(jīng)過擴(kuò)展模塊即數(shù)模裝換器DA（圖略）和圖2中的功率放大器5后輸出給圖2中的三位四通電液比例換向調(diào)速閥4的電磁鐵線圈，從而控制芯盒小車速度。芯盒移進(jìn)狀態(tài)高速位如圖7所示，這時(shí)圖1中芯盒小車7處于芯盒移進(jìn)變速位接近開關(guān)5與芯盒移出變速位接近開關(guān)9之間，接近開關(guān)5、9均熄滅，I4.5、I4.6長常閉觸點(diǎn)閉合，此時(shí)Q12.7芯盒移進(jìn)中間繼電器得電，觸點(diǎn)閉合，這樣，MOVE傳送指令啟動(dòng)，把地址位MW62中的4位16進(jìn)制高速速度值給外設(shè)輸出地址位PQW370，PQW370中的數(shù)值經(jīng)過擴(kuò)展模塊即數(shù)模裝換器（圖略）和圖2中的功率放大器5后輸出給圖2中的三位四通電液比例換向調(diào)速閥4的電磁鐵線圈，從而控制芯盒小車速度。

芯盒移出低速與高速速度值大小控制原理與芯盒移進(jìn)相同，如圖8所示，不再討論。

3.3 芯盒小車自動(dòng)運(yùn)行PLC控制

如圖9所示，按下自動(dòng)啟動(dòng)按鈕I0.0，啟動(dòng)MOVE傳送指令，把數(shù)值1賦值于MW116，即移位寄存器的每次需要移動(dòng)位數(shù)，同時(shí)程序自動(dòng)運(yùn)行，自動(dòng)運(yùn)行程序如圖10所示，M115.1輔助繼電器閉合，下頂芯降，當(dāng)下頂芯降到位后延時(shí)500毫秒后，T40定時(shí)器觸點(diǎn)閉合，啟動(dòng)圖11中的移位寄存器（SHL-DW），移位寄存器左移，輔助繼電器M115.1斷開，輔助繼電器M115.2觸點(diǎn)閉合，中間繼電器Q12.7得電，常開觸點(diǎn)閉合，芯盒自設(shè)備外起始位向移進(jìn)，這時(shí)，圖1中起始位的的芯盒移出變速位接近開關(guān)9由于閃亮，其常開觸點(diǎn)I4.6閉合，圖7中MOVE傳送指令啟動(dòng)，把MW60內(nèi)預(yù)先設(shè)定的低速速度值傳送給PQW370，再經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換器DA（圖略）和功率放大器傳送給圖2中的三位四通電液比例換向調(diào)速閥4的電磁鐵線圈，芯盒小車慢速運(yùn)行。芯盒小車?yán)^續(xù)移進(jìn)，越過圖1中的接近開關(guān)9，接近開關(guān)9熄滅，其常開觸點(diǎn)斷開，常閉觸點(diǎn)閉合，此時(shí)，由于芯盒小車還沒有到達(dá)圖1中的上芯盒1正下方，圖1中的接近開關(guān)5也處于熄滅狀態(tài)，其常閉觸點(diǎn)I4.5處于閉合狀態(tài)，這樣，圖中的MOVE傳送指令啟動(dòng)，把MW62中預(yù)先設(shè)定的小車高速速度值賦值給PQW370，再經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換器DA（圖略）和功率放大器傳送給圖2中的三位四通電液比例換向調(diào)速閥4的電磁鐵線圈，芯盒小車由慢速移進(jìn)轉(zhuǎn)換為快速移進(jìn)。當(dāng)芯盒小車移進(jìn)到圖1中上芯盒1下方，到接近開關(guān)5閃亮?xí)r，其常開觸點(diǎn)I4.5閉合，常閉觸點(diǎn)斷開，圖10中的移位寄存器啟動(dòng)移位，M115.2觸點(diǎn)斷開，輔助繼電器M115.3常開觸點(diǎn)閉合，這時(shí)，由圖3可以看出，Q12.7繼續(xù)保持得電狀態(tài)，同時(shí)啟動(dòng)圖7中的慢速運(yùn)行MOVE傳送指令，把MW60內(nèi)預(yù)先設(shè)定的低速速度值傳送給PQW370，再經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換器（圖略）和功率放大器傳送給圖2中的三位四通電液比例換向調(diào)速閥4的電磁鐵線圈，同時(shí)I4.5常閉觸點(diǎn)斷開切斷圖7中的MOVE快速傳送指令，使其停止運(yùn)行，芯盒小車由快速狀態(tài)轉(zhuǎn)換為慢速運(yùn)行狀態(tài)。芯盒小車移進(jìn)到位后，圖1中的芯盒移近變速位接近開關(guān)2閃亮，I4.4常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開，圖3中的定時(shí)器T92啟動(dòng)，延時(shí)500毫秒后T92動(dòng)作，常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開，切斷Q12.7電路，使Q12.7失電，芯盒小車停止運(yùn)行，這時(shí)，由于T92常開觸點(diǎn)閉合，I4.4常開觸點(diǎn)閉合，輔助繼電器M115.3閉合，M111.0得電，其常開觸點(diǎn)閉合，啟動(dòng)圖11中的移位寄存器移位，M115.3觸點(diǎn)斷開，自動(dòng)程序進(jìn)入下一個(gè)動(dòng)作，程序運(yùn)行至芯子制好后芯盒小車裝載芯子移出時(shí)，圖10中的輔助繼電器M113.7觸點(diǎn)閉合，這時(shí)，圖4中的中間繼電器Q12.6得電，圖2中的三位四通電液比例換向調(diào)速閥4線圈得電，芯盒小車開始移出，這時(shí)由于圖1中的接近開關(guān)5閃亮，I4.5常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開，圖8中的MOVE傳送指令啟動(dòng)，把MW32中的十六進(jìn)制低速速度值賦給PQW370，小車慢速運(yùn)行，原理與芯盒移進(jìn)原理相同，當(dāng)圖1中的接近開關(guān)5熄滅時(shí)，I4.5常閉觸點(diǎn)閉合，這是由于還沒移出到位，圖1中的接近開關(guān)9也處于熄滅狀態(tài)，I4.6常閉觸點(diǎn)也閉合，圖8中的MOVE快速傳送指令被啟動(dòng)，，把MW34中的高速速度值賦給PQW370，小車由慢速轉(zhuǎn)為快速，原理與移進(jìn)相同，芯盒繼續(xù)快速移出，直到圖1中的接近開關(guān)9閃亮?xí)r，I4.6常開觸點(diǎn)閉合，圖10中的輔助繼電器M111.0得電，其常開觸點(diǎn)閉合，啟動(dòng)常圖11中移位寄存器動(dòng)作移位，圖4中輔助繼電器M113.7觸點(diǎn)斷開，M112.0輔助繼電器觸點(diǎn)閉合，圖4中芯盒移出中間繼電器Q12.6繼續(xù)保持得電狀態(tài)，同時(shí)，圖8中MOVE慢速傳送指令運(yùn)行，把MW32中設(shè)定的低速數(shù)值賦給PQW370，小車由快速轉(zhuǎn)換為慢速，小車移出到位時(shí)，圖1中的接近開關(guān)8閃亮，I4.7常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開，圖4中的定時(shí)器T91啟動(dòng)，延時(shí)100毫秒后定時(shí)器動(dòng)作，常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開，切斷圖4中中間繼電器Q12.6的電路，使其失電，小車停止運(yùn)行，同時(shí)，由于T91常開觸點(diǎn)閉合，M112.0觸點(diǎn)閉合，圖10中的輔助繼電器M111.0得電，其常開觸點(diǎn)閉合，啟動(dòng)圖11中的移位寄存器使其移位，這樣，圖10中的輔助繼電器M112.0觸點(diǎn)斷開，輔助繼電器M112.1觸點(diǎn)閉合，下頂芯升起，升起到位后T48定時(shí)器延時(shí)50毫秒，觸點(diǎn)閉合，人工取芯，圖8中的移位寄存器動(dòng)作移位，M112.1觸點(diǎn)斷開，輔助繼電器M112.2觸點(diǎn)閉合，圖12中MOVE傳送指令啟動(dòng)，把數(shù)值1賦給MW114(圖11中移位寄存器要移的數(shù)雙字MD112的的低字)，把數(shù)值0賦給MW112（圖11中移位寄存器要移的數(shù)雙字MD112的高字），圖11中的移位寄存器置1復(fù)位，這樣整個(gè)自動(dòng)程序停止運(yùn)行，按下自動(dòng)啟動(dòng)按鈕，圖,9中MOVE傳送指令運(yùn)行，程序進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。

4、常見故障及排除方法

4.1 小車慢速無法實(shí)現(xiàn)

（1）應(yīng)檢查比例閥，比例閥閥芯磨損嚴(yán)重就應(yīng)更換，若臟就需清洗比例閥，同時(shí)檢查油箱油液，油液太臟時(shí)需換油；

（2）檢查功率放大器是否完好，若有故障需維修或更換；

（3）檢查速度設(shè)定是否合理；

4.2 芯盒移動(dòng)油缸漏油

檢查油缸密封圈，磨損嚴(yán)重應(yīng)更換，同時(shí)檢查活塞桿彎曲程度，彎曲程度大就需校直活塞桿；

4.3 工作臺(tái)升時(shí)，芯盒小車上的下芯盒與設(shè)備內(nèi)的上芯盒占在一起，使油缸活塞桿彎曲變

形，活塞桿密封圈損壞漏油：

更換密封圈，校直油缸活塞桿，并檢查上下芯盒有無油污，若有必須清理；

4.4 芯盒移動(dòng)無動(dòng)作

（1）檢查接近開關(guān)是否可靠；

（2）檢查比例閥是否磨損嚴(yán)重形成油液內(nèi)泄；

（3）檢查比例閥的功率放大器有無輸出電壓，若無檢查其是否完好；

（4）檢查其他連鎖條件是否滿足，并檢查PLC數(shù)模轉(zhuǎn)換器有無輸出；

4.5 芯盒移動(dòng)不穩(wěn)，有沖擊

（1）檢查油管接頭有無漏油，進(jìn)入空氣，若有需擰緊接頭，同時(shí)油缸打開放氣螺釘排氣；

（2）檢查油箱油量是否不足造成空氣進(jìn)入油缸，若不足需加油并排除液壓系統(tǒng)中的空氣；

（3）調(diào)節(jié)平衡閥，使油有一定背壓壓力，形成緩沖，若平衡閥失靈，需清洗、維修或更換平衡閥；

4.6 運(yùn)行中上芯盒突然掉落在芯盒小車上

PLC可能發(fā)熱產(chǎn)生誤動(dòng)作，應(yīng)經(jīng)常檢查配電柜換氣扇，壞了應(yīng)及時(shí)維修或更換，防止氣溫過高時(shí)因配電柜通風(fēng)不暢造成PLC過熱誤動(dòng)作，同時(shí)進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部維修或保養(yǎng)時(shí)關(guān)閉油泵，以防止誤動(dòng)作。

5、結(jié)束語

芯盒移動(dòng)機(jī)構(gòu)是Z8025冷芯盒射芯機(jī)的一個(gè)關(guān)鍵部件，比例閥的好壞直接影響著芯盒移動(dòng)機(jī)構(gòu)乃至整個(gè)機(jī)器的運(yùn)行，因此，比例閥需定期清洗，油箱中的油液需定期化驗(yàn)，成分發(fā)生變化時(shí)就需更換液壓油，以防止對(duì)比例閥造成危害，比例閥制作周期長，最好庫存?zhèn)浼?/p>

[1] 《LHS2010樹脂混砂系統(tǒng)使用說明書》，濟(jì)南優(yōu)茵科信鑄造機(jī)械工程有限公司.

[2] 《LHS2010樹脂混砂系統(tǒng)PLC程序》，，濟(jì)南優(yōu)茵科信鑄造機(jī)械工程有限公司.

[3] 《西門子300指令（1）》，F(xiàn)oxit reader 3.0.

Z8025 cold box core core box moving mechanism principle, common troubles and troubleshooting

Wang Pingjun
(Shaanxi Jinding Casting Co., Ltd., Shaanxi Qishan 722408）

This paper focuses on the working principle of Z8025 cold box core core box moving mechanism, common troubles and trouble shooting methods, which on the core box moving mechanism of automatic running SIEMENS PLC program to do a detailed analysis, to understand the SIEMENS program, has the certain model function to exclude box moving mechanism of general fault.

PLC program；Core box moving mechanism；Fault；The elimination method

U469

A

1671-7988(2015)03--

王平軍，就職于陜西金鼎鑄造有限公司。