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Z8025冷芯盒射芯机芯盒移动机构原理、常见故障及排除方法

内容作者:射芯机 发布时间:2018-10-31 11:17:09 浏览次数:0

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本文重点分析Z8025冷芯盒射芯机芯盒移动机构的工作原理,常见故障及排除方法,其中对芯盒移动机构自动运行西门子PLC程序做了详尽分析,对了解西门子程序,排除芯盒移动机构一般故障有一定的借鉴作用。

1、概况

芯盒移动机构是Z8025冷芯盒射芯机的一个关键部件,其示意图如图1所示,它主要由图1中的芯盒移动油缸3、工作台导轨4、芯盒移近到位接近开关2、芯盒移近变速位接近开关5、外导轨6、芯盒移出变速位接近开关9、芯盒移出到位接近开关8、芯盒小车7、下芯盒10、上芯盒1、图3至图16中的西门子PLC程序段组成,制芯时,下芯盒10装载在芯盒小车7上,芯盒移动油缸3运动,带动芯盒小车7从设备外运行至设备内部,到芯盒移近到位接近开关2亮时芯盒小车运行停止,小车停在工作台上(图略),工作台上升至予上芯盒1合模状态时停止,射砂机构(图略)经过上芯盒射入混好的树脂砂,射砂完毕后,射砂机构移出,吹气机构(图略)经过上芯盒1向芯盒中吹入100℃的三乙胺与压缩空气的混合气体,吹气完毕,工作台下降,下降到位后,芯盒小车移出,制芯工作完成。

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2、液压原理

芯盒移动机构液压原理图如图2所示, 当图1中的芯盒小车7装在下芯盒10移进时,图2中的三位四通电液比例换向调速阀4工作在右位,油液从三位四通电液比例换向调速阀4右位流出,经过叠加式平衡阀3流出,流出的油液分两路,一路打开液控单向阀2,另一路进入油缸中活塞右侧,推动活塞向左运行,使油缸拖动图1中的芯盒小车7向设备内部的上芯盒下部已移进,油缸活塞左侧的油液经过三位四通电液比例换向调速阀4进入油箱(图略),从而实现芯盒移进的目的,芯盒小车移出时原理与移进相同,当图1中的芯盒小车7移进或移出到位时,三位四通电液比例换向调速阀4处于中位,左位与右位比例电磁铁失电,液控单向阀2关闭,油缸右腔中的油压低于平衡阀3的设定压力,油缸停止运动,芯盒移出时,叠加式平衡阀3作用调节压力,起到调节小车速度的作用,调节方法是手动调节平衡阀3的开度大小,从而达到调节小车速度的目的,芯盒移出时平衡阀3的作用是在回油路上形成背压,起到缓冲作用,防止形成液压冲击,手动调节平衡阀3开度大小可以达到调节背压压力的作用,三位四通电液比例换向调速阀4是通过从界面(图略)设定芯盒速度,进而设定比例阀功率放大器5电压大小,使三位四通电液比例换向调速阀4开度大小得以调节,从而达到控制芯盒小车运行速度的目的,三位四通电液比例换向调速阀4的功率放大器5电压范围是0V至10V,0V时开度小,10V时开度大,此时图1中的芯盒小车7速度大,速度设定为4位16进制数,速度设定范围是1000至FFFF(对应十进制数65535),FFFF对应功率放大器10V电压。图2中的液控单向阀2、叠加式平衡阀3、三位四通电液比例换向调速阀4、功率放大器5均是日本油研公司产品。

图2 芯盒移动机构液压原理图

3、PLC控制原理

芯盒移动程序控制采用德国西门子PLC程序控制,具体如下:

3.1 芯盒移动手动运行PLC控制

如图3、图4所示,芯盒移进时,在按钮站上把“手动/自动”旋钮旋转至“手动”档位,开启油泵,转动旋钮,按“工作位”按钮,此时图3中的辅助继电器M100.3触点闭合,由于此时围屏门左右前门处于开到位状态,因此常开触点I10.1、I10.4闭合,这时中间继电器Q12.7得电,图2中的三位四通电液比例换向调速阀4右位电磁铁线圈得电,该比例调速阀4工作在右位,芯盒小车移进。芯盒移出时,转动旋钮,按“原位位”按钮,此时图4中的辅助继电器M100.4触点闭合,由于此时围屏门左右前门处于开到位状态,因此常开触点I10.1、I10.4闭合,这时中间继电器Q12.6得电,图2中的三位四通电液比例换向调速阀4左位电磁铁线圈得电,该比例调速阀4工作在左位,芯盒小车移出。

3.2 芯盒小车速度控制

芯盒小车在运行时分为低速运行与高速运行,从而实现芯盒小车的“慢、快、慢”运行步调,具体如下:

(1)芯盒移进与移出速度符号的区分:

图5 设定芯盒移进速度符号为负的补码指令PLC程序段

如图5所示,为了区分图1中的芯盒小车7移进与移出,规定芯盒移出速度符号为正,芯盒移进速度符号位负,为了实现此功能,图5中引入了补码指令,在按钮站界面(图略)上设定小车移进低速速度大小时,设定的4位16进制数进入图5中的MW28地址位。在按钮站界面(图略)上设定小车移进高速速度大小时,设定的4位16进制数进入图5中的MW30地址位,不管自动运行还是手动运行,I0.0常闭触点与常开触点均有一个闭合接通,整数补码器均处于启动状态,MW28、MW30中的4位16进制取反,分别输出给地址位MW60、MW62,此时该两个地址位中存储的速度值为负,从而达到区分芯盒移进与芯盒移出速度的目的。设定好芯盒小车速度后,接下来就是把各地址位中的速度值经过数模转换器DA(图略),在小车开始运行时,在各快或慢运行状态下数模转换器DA把4位16进制速度值转换为电压模拟信号,经过图2中的功率放大器放大后给图2中的三位四通电液比例换向调速阀4电磁铁线圈,从而达到调节小车速度的目的。

(2)芯盒小车速度清零

如图6所示,在芯盒小车停止状态,中间继电器Q12.6(芯盒移出)、Q12.7(芯盒移进)常闭触点处于闭合状态,这时经过MOVE传送指令,把十六进制0传送给PQW370,PQW370经过数模转换器DA(图略),把0值赋给图2中的功率放大器5,使功率放大器输出电压为0V,使图2中的三位四通电液比例换向调速阀4起始电压为零,这时该阀左右两端线圈电压为0V,处于完全关闭状态,保证芯盒小车可靠停止。

(3)芯盒小车低速与高速的控制:

图7 芯盒小车移进低速与高速速度值的控制PLC程序段

如图8所示,芯盒小车处于移进低速位分为两个状态,一个状态是图1中芯盒小车7在起点开始移进运行时的状态,此时芯盒移出变速位接近开关9接通闪亮,小车以低速开始移动,另一个状态是图1中的芯盒小车7快速运行至芯盒小车移进变速位接近开关5接通闪亮时的状态,此时小车由高速转换为低速。在这两个状态下,图11中接近开关I4.5或I4.6接通闭合,中间继电器Q12.7触点闭合,MOVE传送指令启动,把地址位MW60中的4位16进制低速速度值给外设输出地址位PQW370,PQW370中的数值经过扩展模块即数模装换器DA(图略)和图2中的功率放大器5后输出给图2中的三位四通电液比例换向调速阀4的电磁铁线圈,从而控制芯盒小车速度。芯盒移进状态高速位如图7所示,这时图1中芯盒小车7处于芯盒移进变速位接近开关5与芯盒移出变速位接近开关9之间,接近开关5、9均熄灭,I4.5、I4.6长常闭触点闭合,此时Q12.7芯盒移进中间继电器得电,触点闭合,这样,MOVE传送指令启动,把地址位MW62中的4位16进制高速速度值给外设输出地址位PQW370,PQW370中的数值经过扩展模块即数模装换器(图略)和图2中的功率放大器5后输出给图2中的三位四通电液比例换向调速阀4的电磁铁线圈,从而控制芯盒小车速度。

芯盒移出低速与高速速度值大小控制原理与芯盒移进相同,如图8所示,不再讨论。

图8 芯盒小车移出低速与高速速度值的控制PLC程序段

3.3 芯盒小车自动运行PLC控制

图9 移位寄存器每次移动位数设定PLC程序段

如图9所示,按下自动启动按钮I0.0,启动MOVE传送指令,把数值1赋值于MW116,即移位寄存器的每次需要移动位数,同时程序自动运行,自动运行程序如图10所示,M115.1辅助继电器闭合,下顶芯降,当下顶芯降到位后延时500毫秒后,T40定时器触点闭合,启动图11中的移位寄存器(SHL-DW),移位寄存器左移,辅助继电器M115.1断开,辅助继电器M115.2触点闭合,中间继电器Q12.7得电,常开触点闭合,芯盒自设备外起始位向移进,这时,图1中起始位的的芯盒移出变速位接近开关9由于闪亮,其常开触点I4.6闭合,图7中MOVE传送指令启动,把MW60内预先设定的低速速度值传送给PQW370,再经过数模转换器DA(图略)和功率放大器传送给图2中的三位四通电液比例换向调速阀4的电磁铁线圈,芯盒小车慢速运行。芯盒小车继续移进,越过图1中的接近开关9,接近开关9熄灭,其常开触点断开,常闭触点闭合,此时,由于芯盒小车还没有到达图1中的上芯盒1正下方,图1中的接近开关5也处于熄灭状态,其常闭触点I4.5处于闭合状态,这样,图中的MOVE传送指令启动,把MW62中预先设定的小车高速速度值赋值给PQW370,再经过数模转换器DA(图略)和功率放大器传送给图2中的三位四通电液比例换向调速阀4的电磁铁线圈,芯盒小车由慢速移进转换为快速移进。当芯盒小车移进到图1中上芯盒1下方,到接近开关5闪亮时,其常开触点I4.5闭合,常闭触点断开,图10中的移位寄存器启动移位,M115.2触点断开,辅助继电器M115.3常开触点闭合,这时,由图3可以看出,Q12.7继续保持得电状态,同时启动图7中的慢速运行MOVE传送指令,把MW60内预先设定的低速速度值传送给PQW370,再经过数模转换器(图略)和功率放大器传送给图2中的三位四通电液比例换向调速阀4的电磁铁线圈,同时I4.5常闭触点断开切断图7中的MOVE快速传送指令,使其停止运行,芯盒小车由快速状态转换为慢速运行状态。芯盒小车移进到位后,图1中的芯盒移近变速位接近开关2闪亮,I4.4常开触点闭合,常闭触点断开,图3中的定时器T92启动,延时500毫秒后T92动作,常开触点闭合,常闭触点断开,切断Q12.7电路,使Q12.7失电,芯盒小车停止运行,这时,由于T92常开触点闭合,I4.4常开触点闭合,辅助继电器M115.3闭合,M111.0得电,其常开触点闭合,启动图11中的移位寄存器移位,M115.3触点断开,自动程序进入下一个动作,程序运行至芯子制好后芯盒小车装载芯子移出时,图10中的辅助继电器M113.7触点闭合,这时,图4中的中间继电器Q12.6得电,图2中的三位四通电液比例换向调速阀4线圈得电,芯盒小车开始移出,这时由于图1中的接近开关5闪亮,I4.5常开触点闭合,常闭触点断开,图8中的MOVE传送指令启动,把MW32中的十六进制低速速度值赋给PQW370,小车慢速运行,原理与芯盒移进原理相同,当图1中的接近开关5熄灭时,I4.5常闭触点闭合,这是由于还没移出到位,图1中的接近开关9也处于熄灭状态,I4.6常闭触点也闭合,图8中的MOVE快速传送指令被启动,,把MW34中的高速速度值赋给PQW370,小车由慢速转为快速,原理与移进相同,芯盒继续快速移出,直到图1中的接近开关9闪亮时,I4.6常开触点闭合,图10中的辅助继电器M111.0得电,其常开触点闭合,启动常图11中移位寄存器动作移位,图4中辅助继电器M113.7触点断开,M112.0辅助继电器触点闭合,图4中芯盒移出中间继电器Q12.6继续保持得电状态,同时,图8中MOVE慢速传送指令运行,把MW32中设定的低速数值赋给PQW370,小车由快速转换为慢速,小车移出到位时,图1中的接近开关8闪亮,I4.7常开触点闭合,常闭触点断开,图4中的定时器T91启动,延时100毫秒后定时器动作,常开触点闭合,常闭触点断开,切断图4中中间继电器Q12.6的电路,使其失电,小车停止运行,同时,由于T91常开触点闭合,M112.0触点闭合,图10中的辅助继电器M111.0得电,其常开触点闭合,启动图11中的移位寄存器使其移位,这样,图10中的辅助继电器M112.0触点断开,辅助继电器M112.1触点闭合,下顶芯升起,升起到位后T48定时器延时50毫秒,触点闭合,人工取芯,图8中的移位寄存器动作移位,M112.1触点断开,辅助继电器M112.2触点闭合,图12中MOVE传送指令启动,把数值1赋给MW114(图11中移位寄存器要移的数双字MD112的的低字),把数值0赋给MW112(图11中移位寄存器要移的数双字MD112的高字),图11中的移位寄存器置1复位,这样整个自动程序停止运行,按下自动启动按钮,图,9中MOVE传送指令运行,程序进入下一个循环。

图10 芯盒移动机构自动运行PLC程序段

图11 芯盒移动机构移位寄存器

图12 芯盒移动机构移位寄存器置1复位PLC程序段4、常见故障及排除方法

4.1 射芯机小车慢速无法实现

(1)应检查比例阀,比例阀阀芯磨损严重就应更换,若脏就需清洗比例阀,同时检查油箱油液,油液太脏时需换油;

(2)检查功率放大器是否完好,若有故障需维修或更换;

(3)检查速度设定是否合理;

4.2 射芯机芯盒移动油缸漏油

检查油缸密封圈,磨损严重应更换,同时检查活塞杆弯曲程度,弯曲程度大就需校直活塞杆;

4.3 工作台升时,芯盒小车上的下芯盒与设备内的上芯盒占在一起,使油缸活塞杆弯曲变

形,活塞杆密封圈损坏漏油:

更换密封圈,校直油缸活塞杆,并检查上下芯盒有无油污,若有必须清理;

4.4 射芯机芯盒移动无动作

(1)检查接近开关是否可靠;

(2)检查比例阀是否磨损严重形成油液内泄;

(3)检查比例阀的功率放大器有无输出电压,若无检查其是否完好;

(4)检查其他连锁条件是否满足,并检查PLC数模转换器有无输出;

4.5 芯盒移动不稳,有冲击

(1)检查油管接头有无漏油,进入空气,若有需拧紧接头,同时油缸打开放气螺钉排气;

(2)检查油箱油量是否不足造成空气进入油缸,若不足需加油并排除液压系统中的空气;

(3)调节平衡阀,使油有一定背压压力,形成缓冲,若平衡阀失灵,需清洗、维修或更换平衡阀;

4.6 运行中上芯盒突然掉落在芯盒小车上

PLC可能发热产生误动作,应经常检查配电柜换气扇,坏了应及时维修或更换,防止气温过高时因配电柜通风不畅造成PLC过热误动作,同时进入设备内部维修或保养时关闭油泵,以防止误动作。

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5、结束语

芯盒移动机构是Z8025冷芯盒射芯机的一个关键部件,比例阀的好坏直接影响着芯盒移动机构乃至整个机器的运行,因此,比例阀需定期清洗,油箱中的油液需定期化验,成分发生变化时就需更换液压油,以防止对比例阀造成危害,比例阀制作周期长,好库存备件。

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