張玉林

摘 要：旋槽機(jī)是管件加工機(jī)床中的新生兒。它與傳統(tǒng)的端末機(jī)相比具有精度高、效率快、機(jī)床體積小等特點(diǎn)。并且在加工方式由以前的冷沖壓加工轉(zhuǎn)變?yōu)殪`活性很高的旋轉(zhuǎn)壓軋式加工，是機(jī)電一體化技術(shù)集成度很高的產(chǎn)品。

關(guān)鍵詞：旋槽機(jī)；三菱FX1N-40MR；中間繼電器；滾輪機(jī)構(gòu)；PLC；梯形圖。

本機(jī)為管端成型機(jī)一種，其工作原理是將材料固定在夾模上，使用連接油缸的旋轉(zhuǎn)滾輪在管端旋轉(zhuǎn)壓入成型；主要由夾模、旋轉(zhuǎn)滾輪、機(jī)座、管料定位等組件構(gòu)成。管材加工技術(shù)在汽車工業(yè)、空調(diào)工業(yè)、航空航天工業(yè)中具有舉足輕重的地位。旋槽機(jī)是在管材加工中運(yùn)用最廣的機(jī)械。旋槽機(jī)憑其加工精度高，機(jī)型體積小、經(jīng)濟(jì)性高的特點(diǎn)在未來管型加工領(lǐng)域是未來發(fā)展的方向。本文就針對(duì)W-25系列旋槽機(jī)的原理對(duì)其系統(tǒng)進(jìn)行改造設(shè)計(jì)。

1 旋槽機(jī)工作原理：

旋槽機(jī)的工作機(jī)構(gòu)如圖1-1所示：

旋槽機(jī)主要靠滾輪機(jī)構(gòu)即圖中φ25的模具旋轉(zhuǎn)、擠壓定位在中心的鋁管從而達(dá)到加工成型的目的。

它是一種數(shù)學(xué)極限思維的一種實(shí)際應(yīng)用。因?yàn)槿齻€(gè)滾輪與管件相接觸的是三個(gè)點(diǎn)--- ---三個(gè)切點(diǎn)。連接這三點(diǎn)則形成一個(gè)三角形，而三角形的中心點(diǎn)為管件的中心點(diǎn)。當(dāng)一個(gè)三角形繞這它的中心點(diǎn)以無限的速度旋轉(zhuǎn)的時(shí)候這個(gè)三角形就近似的看成一個(gè)圓。因?yàn)?A，B，C三個(gè)點(diǎn)是滾輪與管件相切的三個(gè)點(diǎn)，所以這時(shí)候可以近似看成圓。

2 旋槽機(jī)的結(jié)構(gòu)

旋槽機(jī)的實(shí)物圖它是由機(jī)械結(jié)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、氣動(dòng)控制系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等部分組成。

3 旋槽機(jī)的電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.1 電氣控制系統(tǒng)的電器選型

旋槽機(jī)是采用PLC進(jìn)行控制，相對(duì)于傳統(tǒng)的接觸器繼電器控制而言它可以減少接線量減少人的工作強(qiáng)度。便于根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際情況調(diào)整生產(chǎn)的控制流程。與單片機(jī)控制而言除了便于根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況調(diào)整生產(chǎn)的控制流程外而且更加便于進(jìn)行系統(tǒng)的維護(hù)。因?yàn)槠胀ǖ碾姎饧夹g(shù)人員就可以對(duì)PLC進(jìn)行編程調(diào)試。而在中國目前而言三菱的PLC運(yùn)用相對(duì)而言比較廣泛點(diǎn)。所以我們就選用三菱的PLC?？紤]到企業(yè)的生產(chǎn)成本問題。和實(shí)際控制中所占有的I/O口點(diǎn)數(shù)。我們選擇了三菱的FX1N-40MR。

變頻器的選擇：在旋槽機(jī)工作時(shí)候。我們要通過改變那臺(tái)三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速從而達(dá)到控制卡盤的轉(zhuǎn)速。所以我們要選擇一臺(tái)變頻器來進(jìn)行對(duì)三相異步電機(jī)的變頻調(diào)速。 根據(jù)我們的工況條件。和我們輸入輸出的電壓。以及三相異步電機(jī)的功率（1500W）考慮到公司的經(jīng)濟(jì)成本我們選擇了臺(tái)灣東元的7200MA JNTMBGBB7R50AZ變頻器。

變壓器的選擇：由于我們PLC選擇的是FX 1N-40MR。而我們的輸入電壓為三相380V 50HZ 因此我們要有一個(gè)變壓器讓三相380V 50HZ的電源轉(zhuǎn)變成兩相220V 50 HZ的電源?？紤]經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性我們選擇正泰的JBK5-1K （功率為1KW的變壓器）。

中間繼電器的選擇：在市面上由很多國產(chǎn)的和國外的中間繼電器。我們考慮到經(jīng)濟(jì)性和產(chǎn)品的穩(wěn)定性我們選擇OMRON MY4N220V他的額定電流為4A，額定電壓為220V。

空氣開關(guān)的選擇：由于我們電源的供電為380V50HZ 我們電器控制柜內(nèi)的電器總功率為4800W 而三菱NF30-CS/3P 30A的額定功率為11400W的額定功率。而且產(chǎn)品的穩(wěn)定性比較高。

短路器的選擇：由于我們從主干路上我們分了兩個(gè)干路一個(gè)是三相另一個(gè)是兩相?？紤]到我們每條線上所承受的電流值。我們選擇正泰的NZ47-1P 3A 。五個(gè)。

交流接觸器選擇：我們要考慮到為液壓泵的電機(jī)的保護(hù)考慮到電機(jī)的實(shí)際功率，我們要選擇三菱S-N12/AC 220V的接觸器。

傳感器的選擇：博大T L-W5MC1的傳感器的感應(yīng)距離為30MM符合我們實(shí)際的要求。而且只對(duì)Fe有感應(yīng)作用。避免了干擾。

3.2 主供電電路的設(shè)計(jì)

在旋槽機(jī)的電氣系統(tǒng)中，我們可以把電器分為兩大類，一類是三相380V供電的液壓電機(jī)，和變頻器。另一類是兩相220V供電的PLC等

在干路上我們用空氣開關(guān)來對(duì)整個(gè)電路進(jìn)行保護(hù)。在380V一線上我們分別并連了變頻器和油壓馬達(dá)。

在220V一支路上我們通過變壓器來進(jìn)行變相、變壓連接變壓器。

3.3 急停開關(guān)的設(shè)計(jì)

我們?cè)?20V支路上設(shè)計(jì)了一個(gè)急停開關(guān)在緊急情況下我們按下急停后PLC、電磁閥斷電。這樣液壓系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)會(huì)停止工作。就起到了對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)保護(hù)的作用。

3.4 輸入輸出端口的分配

根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中我們所涉及到的開關(guān)點(diǎn)和傳感器的輸入輸出。我們把輸入端口分布如圖。在分配得時(shí)候我們主要考慮到強(qiáng)電與弱電的干擾。因?yàn)檩斎肟诘慕泳€都是弱電。而電氣柜里有很多強(qiáng)電電路。他們會(huì)對(duì)這些信號(hào)線產(chǎn)生干擾。

3.5 PLC程序

我們根據(jù)上面的端口分配和機(jī)器的動(dòng)作流程圖來。編譯該機(jī)器的程序。（見程序附錄）

我們?cè)谌獾腉PPW的軟件上選擇監(jiān)視模式。根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)試。

4 對(duì)機(jī)器加工管材樣品的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)試（參照實(shí)物）：

我們對(duì)旋槽機(jī)實(shí)際加工的管子進(jìn)行調(diào)試。（樣品為例）

我們測(cè)量A管的扁平率為8絲。整個(gè)管子加工成三角形。表面粗糙度不符合實(shí)際加工要求。

分析：

表面的粗糙度是由于我們模具表面有很多以前試樣殘留的鋁粉。

管子截面呈三角形主要原因是滾輪進(jìn)給速度快，導(dǎo)致而成的。

解決方案：

我們用煤油清洗模具表面，去除殘留的鋁粉。

我們調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)油缸來調(diào)節(jié)卡盤的進(jìn)給速度。來達(dá)到我們加工的管材的要求。

參考文獻(xiàn)

[1]劉守勇 機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具第二版 北京； 電子工業(yè)出版社 、 2014.1。

[2]氣力可株式會(huì)社 氣力可氣動(dòng)控制元件綜合目錄 臺(tái)灣：氣力可株式會(huì)社、2014.1。

[3]三菱電氣株式會(huì)社 三菱PLCFX1N使用手冊(cè) 日本； 三菱電氣株式會(huì)社，2012.1。

[4]三菱電氣株式會(huì)社 三菱FX系列PLC編程手冊(cè) 日本； 三菱電氣株式會(huì)社，2012.1。

[5]W-25旋槽機(jī)圖片資料庫。