3MZ3110軸承超精機(jī)改造

辛　鑫，劉新凱

3MZ3110軸承超精機(jī)改造

辛鑫，劉新凱

（瓦房店軸承集團(tuán)有限責(zé)任公司，遼寧 瓦房店 116300）

針對3MZ3110軸承超精機(jī)維修困難，線路老化，穩(wěn)定性差等問題，用可編程邏輯控制器和變頻器代替原有的接觸器控制系統(tǒng)和直流調(diào)速電機(jī)，操作簡便，方便維修。

深溝球軸承；內(nèi)圈溝道；三菱PLC；變頻器；變頻調(diào)速

1　前言

隨著當(dāng)今工業(yè)設(shè)備對精密程度的要求越來越高，老舊設(shè)備的更新?lián)Q代勢在必行。在軸承行業(yè)中，磨加工設(shè)備占了很大比例。在種類繁多的磨加工設(shè)備中，超精機(jī)作為套圈加工的最終環(huán)節(jié)有著極其重要的地位。陳舊的設(shè)備存在著諸多的缺點和不足，制約著軸承產(chǎn)量的連續(xù)性和質(zhì)量的穩(wěn)定性。而數(shù)控機(jī)床價格昂貴，不能夠大面積一次性更換，所以對機(jī)床進(jìn)行自動化改造很是必要。

2　原有機(jī)床存在的缺陷

2.1限位開關(guān)

3MZ3110軸承超精機(jī)屬于自動化機(jī)床，由于工作性質(zhì)的原因，機(jī)床內(nèi)部常年潮濕多油，其中分布各處的限位開關(guān)經(jīng)常出現(xiàn)線路硬化、腐蝕、斷線等故障，同時因為潮濕也會出現(xiàn)莫名的干擾信號，所以有必要減少限位開關(guān)。

2.2中間繼電器

配電柜中含有大量的中間繼電器，通過這些繼電器控制機(jī)床的動作。繼電器屬于易損壞元件，頻繁的動作很容易將繼電器的觸點燒壞，并且單純的使用繼電器控制，也會使今后維修、維護(hù)和改造的難度加大。

2.3電機(jī)及其調(diào)速器

主軸電機(jī)使用滑差電機(jī)，屬于電磁調(diào)速電機(jī)。電磁調(diào)速結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大，能耗多，故障多，精度差，可靠性差，過載保護(hù)也遠(yuǎn)不及變頻調(diào)速。

3　PLC與變頻器概述

本機(jī)采用三菱可編程邏輯控制器FX1N-40M（PLC），其輸入/輸出點數(shù)為40點，主要包括電源模塊、CPU、輸入輸出單元，同時在AC電源DC輸入中內(nèi)置傳感器用DC24V供應(yīng)電源。通過內(nèi)置開關(guān)可進(jìn)行RUN/STOP操作。同時，也可從外圍設(shè)備或一般輸入端子下達(dá)RUN/STOP指令。PLC還具備時鐘功能，可進(jìn)行時間控制?；締卧母咚偬幚砉δ馨ǜ咚儆嫈?shù)功能、脈沖捕捉功能、外部中斷功能以及脈沖輸出功能，能滿足各種控制的需求。PLC還能夠與計算機(jī)連接，便于程序的修改，外置的RS-232C、RS-485通信功能擴(kuò)展板能夠?qū)崿F(xiàn)與觸摸屏的通訊，機(jī)床任何部位的報警都可以在屏幕上顯示出來，方便維修。本機(jī)床的PLC外部接線圖如圖1所示。

PLC的合理引入，大大降低了線路的復(fù)雜程度，不但減少了床體內(nèi)部的限位開關(guān)，還將原有的中間繼電器的繁雜線路合理化、簡單化。同時，對以后電氣的維修、維護(hù)及改造也提供了更加便利的條件，只要更改程序就可以滿足操作者的各種需求。

變頻器與負(fù)載的接線圖如圖 2 所示。本機(jī)采用三菱E500變頻器完成2個主軸電機(jī)的變頻調(diào)速。三菱E500變頻器不僅接線簡單明了，而且對于各種電機(jī)的過流、過載、欠壓、過壓等故障都有相應(yīng)的報警提示和保護(hù)措施，方便了電機(jī)的維修。L1、L2、L3為三相交流電源端，U、V、W接三相交流電機(jī)。STF為電機(jī)的正轉(zhuǎn)啟動，它與公共點SD之間接一個繼電器的常開觸點，完成電機(jī)的正轉(zhuǎn)啟動。10、2、5三點外接電位器，可以調(diào)節(jié)頻率以改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速。AM和5點為模擬量的輸出點，可以接一個轉(zhuǎn)速表，直觀地看到轉(zhuǎn)速的大小。變頻器的使用大大提高了電能的利用率，并且自身具備的保護(hù)作用也可以跟PLC協(xié)同合作，進(jìn)一步保護(hù)電機(jī)，給機(jī)床的維修提供更多的依據(jù)。

圖1　PLC外部接線圖

圖2　變頻器負(fù)載接線圖

4　機(jī)床工作過程

4.1機(jī)床工作控制

3MZ3110軸承超精機(jī)的工作方式通過轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1控制機(jī)床的自動與調(diào)整選擇。在自動方式下，凸輪電機(jī)原位開關(guān)SQ亮燈，按下循環(huán)啟動按鈕SB1，機(jī)床開始自動運(yùn)行，凸輪電機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，在一定延時后，擺架電機(jī)進(jìn)入工位，油石加壓，開始磨削，延時的長短由PLC中的定時器T控制。超精的時間選擇由按鈕開關(guān)SB11控制。通過按鈕的按壓次數(shù)配合PLC中5個計數(shù)器C17～C19，選擇5個超精時間。機(jī)床調(diào)整時（參考表1按鈕功能表）把按鈕SA1切換到調(diào)整位置，然后用按鈕控制每一工步程序，確保行程開關(guān)到位，按下SB2使機(jī)床復(fù)位。機(jī)床自動循環(huán)圖見圖3。

4.2機(jī)床工作梯形圖

利用每一步的執(zhí)行順序，可設(shè)計出所需要的PLC梯形圖程序。在編制過程中每一步所需要的器件都進(jìn)行編號，觸點用X，線圈用M，Y，T，C等。PLC具有一定的編程軟件，根據(jù)需要選擇相應(yīng)的器件。比如這個程序中超精時間的選擇，利用了X17觸點所對應(yīng)的SB11按鈕開關(guān)。按壓1次計數(shù)器C17得電置1，選擇超精時間T5=3.5秒，以此類推。如果想更改選擇可利用X20觸點所對應(yīng)的SB12按鈕將計數(shù)清零，重新選擇即可。由于加工環(huán)境潮濕，接近開關(guān)容易損壞，為了盡量減少開關(guān)，在PLC程序中設(shè)置了大量的時間繼電器，利用延時控制機(jī)床的工步，盡可能地將接近開關(guān)減少到了1個，大大降低了機(jī)床的故障率以及頻繁更換開關(guān)的維修成本。機(jī)床的梯形程序圖見圖 4。

表1　按鈕功能表

圖4　梯形程序圖

5　結(jié)束語

隨著社會對產(chǎn)品多樣化要求的增加，產(chǎn)品品種增多，產(chǎn)品更新?lián)Q代加速。機(jī)床將向著更高的速度、精度、可靠性及完善性的方向發(fā)展。日新月異層出不窮的高科技元件，為機(jī)床的改造提供了有利的保障。只有不斷學(xué)習(xí)新的技術(shù)，才能更好地從機(jī)床改造的過程中為企業(yè)謀取利益，實現(xiàn)向現(xiàn)代化科技型企業(yè)的完美轉(zhuǎn)型。

（編輯：林小江）

Transform of 3MZ3110 bearing super lapping machine

Xin Xin， Liu Xinkai
（ Wafangdian Bearing Group Co.， Ltd.， Wafangdian 116300， China ）

Aiming at the problems of difficult to carry out maintenance， line aging， poor stability etc. for 3MZ3110 bearing super lapping machine ， the PLC and inverter can be used to substitute the original contactor control system and DC motor speed control， so that the operation is simple and convenient.

deep groove ball bearing； groove of inner ring； MITSUBISHI PLC； inverter； frequency control

TG581+.1，TH133.33+1

B

1672-4852（2016）03-0026-03

2016-08-16.

辛鑫（1987-），男，助理工程師.