【摘要】隨著我國汽車行業(yè)高速發(fā)展，汽車零備件的生產(chǎn)由過去加工工藝簡單化，低自動化向高精度、高自動化轉(zhuǎn)變?；鸹ㄈ褥o壓成型機在汽車零備件生產(chǎn)上的廣泛應用，極大的提高了火花塞的質(zhì)量及產(chǎn)量。本文從火花塞等靜壓成型機的工作原理及加工參數(shù)入手，詳細討論了PLC在火花塞等靜壓成型機控制系統(tǒng)的應用方案。

【關鍵詞】可編程序控制器；觸摸屏；火花塞等靜成壓型機；控制系統(tǒng)；應用

引言

火花塞等靜壓成型機主要由兩大部分構(gòu)成，分別是等靜壓成型部分和精密磨削部分。等靜壓成型部分是由液壓機為主體，其上帶一注料機構(gòu)，在一個壓制循環(huán)的開始把氧化鋁粉末注入模腔內(nèi)，接著封頭下移封住模腔，液壓系統(tǒng)在模腔四周產(chǎn)生設定的等靜壓壓力后自動泄壓，最后通過機械手把壓制的火花塞胚胎依次放在傳送帶上，送到精密磨削機構(gòu)完成形體磨削。

精密磨削機構(gòu)由上胚、轉(zhuǎn)盤、導輪、砂輪、卸胚、吸塵等組成。每個部分都有不同的分工但又精密配合，缺一不可。上胚機構(gòu)通過一個小機械手把傳送帶上的胚件裝到轉(zhuǎn)盤的磨削工位上，轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，同時在導輪的引導下胚件在轉(zhuǎn)盤上又自轉(zhuǎn)，當轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)把胚件送靠到砂輪機構(gòu)上，完成形體磨削，然后卸胚機械手伸出卸胚，這樣就完成了注料、壓制、出胚、傳送、上胚、磨削、卸胚一系列加工過程。其中壓機部分注料、壓制、出胚工序是一個順序控制，精密磨削的上胚、磨削、卸胚也是一個順序控制，而壓機和精密磨削卻又同時工作，是兩個平行的工作機構(gòu)，通過傳送帶連接成一體。各個動作分別由液壓缸、氣缸以及電機驅(qū)動，通過電磁傳感器、光電傳感器、壓力繼電器等采集信號反饋，由可編程序控制器控制。

1、火花塞等靜壓成型機工作原理及控制參數(shù)

1.1火花塞等靜壓成型機的工作原理

火花塞等靜壓成型機壓機部分由一個高低壓雙聯(lián)泵提供壓力。當按下壓制按鈕后，PLC驅(qū)動注料氣缸，向模腔中注料，同時注料延時繼電器開始計時，時間到后，封頭下降液壓閥得電打開，封頭下降封住模腔，當封頭下降壓力達到設定值后，增壓器開始增壓并達到設定值后保壓，保壓時間繼電器開始計時，時間到后泄壓。泄壓時間也是由PLC控制，當泄壓時間到后，封頭上升電磁閥得電打開，封頭上升并帶出胚件。當封頭到達上位后，通過電磁傳感器給出信號，出胚機械手伸出，夾住胚件并旋轉(zhuǎn)放到傳送帶上，同時給PLC一個信號，進行下一個壓制循環(huán)動作。當光電開關檢測傳送帶上胚件輸送到轉(zhuǎn)盤后，PLC驅(qū)動上胚氣缸，把胚件依次裝在轉(zhuǎn)盤的定位針上，轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)并通過導輪帶動胚件自動旋轉(zhuǎn)，當轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)到成型砂輪位置，由轉(zhuǎn)盤、砂輪和導輪一起完成火花塞的成型磨削，并通過卸胚機械手卸胚。

1.2火花塞等靜壓成型機的控制參數(shù)

火花塞等靜壓成型機由兩大部分構(gòu)成，每一部分又由多個機構(gòu)組成，相互配合才能完成火花塞的自動成型工作。針對每項工序都有許多技術參數(shù)需要嚴格控制在規(guī)定范圍內(nèi)，這些參數(shù)包括：下料時間、等靜壓壓力、保壓時間、泄壓時間、轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)速度、導輪線速度、成型砂輪線速度等。下面解釋一下每項參數(shù)的含義：下料時間是指下料機構(gòu)得到指令開始下料到封頭開始下降的時間，這個時間的長短是由火花塞不同規(guī)格以及粉料流動性決定，需要操作工人根據(jù)實際情況調(diào)整。等靜壓壓力是指氧化鋁粉末在模腔內(nèi)成型理論最佳壓力，這是由工藝人員通過計算得出來的壓力，通過PLC控制伺服液壓閥可以精準得出。保壓時間和泄壓時間也是根據(jù)火花塞不同規(guī)格由工藝人員計算出來的時間。轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)速度是指胚件安裝在定位針后，快速到達成型砂輪的速度。為了提高產(chǎn)量，盡可能提高轉(zhuǎn)盤的速度。導輪線速度和成型砂輪線速度是指為了提高火花塞磨削表面的光潔度，必須保證導輪和砂輪線速度一致，但砂輪不斷磨削直徑會越來越小，這就必須根據(jù)砂輪的直徑PLC通過計算自動調(diào)整砂輪的線速度。

2、PLC在火花塞等靜壓成型機控制系統(tǒng)上的具體應用

2.1硬件系統(tǒng)

可編程控制器PLC在工業(yè)自動化控制領域中有著廣泛的應用，主要是基于PLC控制的運算速度快、程序設計簡單、控制靈活可靠以及在工業(yè)生產(chǎn)惡劣環(huán)境下極高的運行穩(wěn)定性。PLC雖然有著強大的功能，但是在實際運用到工業(yè)生產(chǎn)自動化控制中還需要與其它硬件搭配使用，這主要是由于現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)中有著多項技術參數(shù)的控制，并且多項參數(shù)是相互影響的。因此只有通過工藝人員進行現(xiàn)場調(diào)試，才能保證產(chǎn)品質(zhì)量。而工藝人員大多是工業(yè)生產(chǎn)方面的專家，從知識結(jié)構(gòu)上不具備編寫PLC控制程序的能力，所以要提高PLC在工業(yè)自動化控制領域的操作性，必須搭配與其兼容的人機交互界面，實現(xiàn)通過觸摸操作，進行人機交互，實時調(diào)控眾多加工工藝參數(shù)。

在火花塞等靜壓成型機控制系統(tǒng)中就是以三菱PLC為控制核心，搭載人機交互界面MT500系列觸摸屏。MT500觸摸屏不但具有強大的功能，如屏幕色彩分辨率高、顯像逼真、可進行多窗口操作、自帶多重語言編輯軟件，最重要的是該系列觸摸屏具有和所有廠商制造的PLC兼容的特性?？梢曈|摸屏最大的特點是實現(xiàn)工藝人員與PLC控制器的無障礙人機交互，設備的運行狀況和各項參數(shù)設定值和真實測量值都能從可視屏反饋給工藝技術人員，從而使技術人員可對各種參數(shù)進行隨時調(diào)整。

2.2軟件系統(tǒng)

除了硬件配套完善外，本系統(tǒng)還需要進行人機交互的軟件程序，將硬件功能串聯(lián)。本系統(tǒng)采用的是EB500人機界面軟件，該軟件的界面設置簡單易懂，清晰明了，主要囊括了多項火花塞等靜壓成型機控制系統(tǒng)參數(shù)和加工流程，分別是：注料時間、等靜壓壓力、保壓時間、泄壓時間、轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)速度、導輪線速度、成型砂輪線速度、產(chǎn)量、報警信息以及加工工部的實時再現(xiàn)。打開機器后，人機交互界面的觸摸顯示屏自動進入加工界面，在屏幕的上方清楚顯示出各項控制參數(shù)的現(xiàn)在值。如果需要更改或者詳細了解這些參數(shù)，點擊相應參數(shù)就進入子窗口，更改的時候需要輸入口令，這是為了防止等級不夠的人員進入。如果不需要更改參數(shù)，點擊加工軟健，機床根據(jù)設定程序啟動各電機，進行火花塞壓制和磨削。在機床工作過程中，觸摸屏實時地顯示加工工部，這樣就實現(xiàn)了機床操作人員以及工藝技術人員和機床的交互，極大的提高了機床的效率和可操控性。

小結(jié)

本文通過分析火花塞等靜壓成型機的工作原理及控制參數(shù)，詳細闡述了PLC在該機床上的應用，PLC是目前許多制造企業(yè)實施自動化生產(chǎn)的技術基礎，隨著人機交互界面觸摸屏和PLC在控制系統(tǒng)上的結(jié)合使用，自動化控制越來越人性化，智能化，極大的提高機床設備性能。