李紅斌

（蘇州健雄職業(yè)技術(shù)學院，江蘇 太倉 215411）

風扇離合器硅油加注機的研究與應用

李紅斌

（蘇州健雄職業(yè)技術(shù)學院，江蘇 太倉 215411）

不同的硅油離合器需要依賴人工注射不同粘度配比的硅油。為提高灌注效率，實現(xiàn)機器換人，設(shè)計并應用了一個自動硅油加注系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠自動注射不同配比的硅油，從而大大提高了硅油的注射效率和配比精度，并利用扭矩控制的方法實現(xiàn)了高粘度硅油的驅(qū)動注射。

硅油加注機；硅油離合器；PLC控制

先進的自動化技術(shù)是提升和改進傳統(tǒng)生產(chǎn)過程的重要手段，自動化技術(shù)的水平將直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量、成本、勞動生產(chǎn)率。該硅油離合器生產(chǎn)企業(yè)在未進行自動化改造之前，注油方式為人工灌注，不但效率低，加注量也不精確。由于硅油的粘度非常大(100000～600000cps)，常規(guī)的注油方式加注時間長，加注質(zhì)量得不到保證，而且還會造成硅油的浪費。自動硅油加注系統(tǒng)的開發(fā)與應用，極大地提高了硅油的注射效率和配比精度，使企業(yè)可提高生產(chǎn)效率，降低人力成本，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

1 系統(tǒng)組成及工作原理

該硅油加注機要給風扇離合器加注不同種類的硅油，主要由機架、加注機構(gòu)、供油裝置組成，如圖1所示，加注機構(gòu)設(shè)置在機架上，由4個點膠閥組成，分別提供1000、10000、20000和50000CST四種粘度的硅油。該硅油加注機要給風扇離合器加注不同種類的硅油，因此加注機構(gòu)由多個管路組成，整體呈倒三角結(jié)構(gòu)，采用此結(jié)構(gòu)可同時灌注多種硅油，并且可達到空間的利用最大化。加注機構(gòu)如圖1所示；供油裝置位于機架下后方，包括伺服驅(qū)動氣缸，由于油桶較大不放置在機架中；加注機構(gòu)與供油裝置通過真空管路連接，供油裝置包括定量缸驅(qū)動氣缸。通過該自動硅油加注系統(tǒng)是硅油風扇離合器生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，該注硅油系統(tǒng)工作過程包括自動和手動工作兩個過程，自動工作時，打開電源開關(guān)，將電源開關(guān)旋向“開”檔，按下顯示器開關(guān)，打開觸摸屏界面，點擊“型號選擇”，在“請輸入”對話框中輸入需注油的離合器型號，系統(tǒng)自動將不同種類的硅油配比好，顯示在界面中，操作員核實配比后，進行試注，并校對比重，若無問題，則可以進行風扇離合器的硅油注射。工作時，將風扇硅油離合器通過定位裝置進行定位，以保證風扇硅油離合器需要灌注的地方對準加注機構(gòu) 。供油裝置一次提供定量硅油，通過加注機構(gòu)上的加注頭對風扇硅油離合器進行硅油加注。

圖1 加注機構(gòu)實物圖

2 控制系統(tǒng)方案

控制系統(tǒng)選用歐姆龍的可編程邏輯控制器對其功能動作進行控制，并采用工業(yè)觸摸屏來實現(xiàn)系統(tǒng)的控制、參數(shù)設(shè)置與工作狀態(tài)及內(nèi)部參數(shù)顯示。該系統(tǒng)主要是對不同硅油進行配比注射，為保證配比精度，注射控制采用PLC控制伺服電機，伺服電機通過減速器與精密齒輪泵連接來控制硅油的注射量?？刂葡到y(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖2所示。在首次試驗中，我們未選取行星減速器，直接用電機驅(qū)動齒輪泵，結(jié)果對于大粘度的硅油，未能驅(qū)動。

3 元器件選擇

不同粘度的硅油對齒輪泵產(chǎn)生的阻力不同，粘度越大，所需的驅(qū)動力矩就越大，因此，合理的選擇電機得到匹配輸出扭矩尤為重要。根據(jù)硅油的粘度不同，該系統(tǒng)中選用了兩個型號的伺服電機，分別為信捷MS-130ST-M10015A-41P5和MS-80ST-M02430A-20P7。PLC的選擇根據(jù)系統(tǒng)控制對象的輸出點數(shù)及輸入點數(shù)統(tǒng)計，并考慮一定的余量，選用歐姆龍XC5-32RT-C型PLC，觸摸屏控制選用12寸工業(yè)平板電腦，兼容性強，并可安裝組態(tài)軟件便于維護?？刂葡到y(tǒng)中用到的主要元器件如表1所示。

表1 控制系統(tǒng)的主要元器件列表

4 控制軟件設(shè)計

（1）組態(tài)設(shè)計。人機界面包括主界面、手動控制界面、自動控制界面、型號選擇及報警界面。自動控制界面中顯示了各種硅油的實時注射量，操作者的工號、當前加注的產(chǎn)品型號，并記錄當前加注產(chǎn)品的數(shù)量，便于產(chǎn)量的統(tǒng)計，如圖3自動控制界面所示。在自動控制畫面中還可以對加注產(chǎn)品的型號進行選擇，當選擇好型號后自動生產(chǎn)需要加注的硅油數(shù)量，無需手動輸入。手動工作過程，需要使用者對電機的速度、產(chǎn)品型號、每一種硅油的配比手動輸入，一般是用于新產(chǎn)品的注硅油調(diào)式中，若調(diào)式成功后，可記錄該產(chǎn)品型號所需的硅油配比。下次再使用中則無需手動輸入（圖4）。

圖2 控制系統(tǒng)圖

圖3 自動控制界面

圖4 手動控制界面

（2）PLC程序設(shè)計。自動注硅油系統(tǒng)的控制程序使用主程序和子程序編程，包括主程序及手動控制子程序、自動控制子程序和故障報警顯示子程序，程序結(jié)構(gòu)清晰明了便于修改。主程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的運行、停止等，自動控制子程序包括了后臺數(shù)據(jù)庫的

讀取、實時液位的顯示等，故障報警子程序?qū)崿F(xiàn)了液位報警等功能。

5 結(jié)語

自動硅油加注系統(tǒng)是通過“伺服電機+行星減速器”控制精密齒輪泵的方式增大啟動扭矩，實現(xiàn)了多種高粘度硅油的驅(qū)動注射，自動化程度高，加注量精確。該系統(tǒng)在實際的生產(chǎn)實踐中性能良好，很大程度上提高了硅油的注射效率和配比精度。

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U463.212

A

1671-0711（2016）12（下）-0154-02

江蘇省高校機電一體化技術(shù)品牌專業(yè)建設(shè)工程資助項目（PPZY2015B188）。