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        液壓機(jī)數(shù)字化、自動化改造與應(yīng)用

        2023-10-26 11:35:54張小兵陳金忠
        設(shè)備管理與維修 2023年17期
        關(guān)鍵詞:液壓機(jī)電氣控制元器件

        韓 偉,張小兵,趙 勇,馬 斌,陳金忠

        (晉西工業(yè)集團(tuán)防務(wù)裝備事業(yè)部塑料制品分廠,山西太原 030021)

        0 引言

        為貫徹集團(tuán)公司設(shè)備自動化、數(shù)字化建設(shè)要求,告別傳統(tǒng)手工制造落后局面,邁上信息化、智能化融合發(fā)展的智能制造新時代,結(jié)合當(dāng)前分廠人員減少、生產(chǎn)任務(wù)增多、現(xiàn)有設(shè)備功能無法滿足當(dāng)前生產(chǎn)需求的實際情況,迫切需要使用自動化、數(shù)字化程度較高設(shè)備,以減輕操作員工勞動強(qiáng)度。新設(shè)備應(yīng)能夠加強(qiáng)生產(chǎn)過程監(jiān)控,需具備設(shè)備故障自主診斷、生產(chǎn)過程自動控制、產(chǎn)品工藝參數(shù)自動采集、記錄等功能,實現(xiàn)生產(chǎn)過程連續(xù)控制采集、記錄,最終提高產(chǎn)品質(zhì)量。

        圍繞產(chǎn)品實物質(zhì)量提升,減輕工人勞動強(qiáng)度,保障生產(chǎn)平穩(wěn)運(yùn)行中心任務(wù),決定組織開展該項目,即對一臺已使用18 年以上的老舊設(shè)備進(jìn)行數(shù)字化、自動化自主改造。運(yùn)用傳感器等測量手段,努力實現(xiàn)產(chǎn)品全過程、全狀態(tài)、全要素參數(shù)可測、可控,進(jìn)而切實提高產(chǎn)品實物質(zhì)量。

        1 數(shù)字化、自動化改造主要做法

        1.1 改造方案

        首先需確定該臺復(fù)合材料制品液壓機(jī)數(shù)字化、自動化改造方案,改造方案架構(gòu)如圖1 所示。

        圖1 改造方案架構(gòu)

        1.2 改造內(nèi)容

        結(jié)合該臺復(fù)合材料制品液壓機(jī)實際情況,做好設(shè)備改造所需部件的設(shè)計、采購、技術(shù)準(zhǔn)備工作。

        (1)完成設(shè)備改造電氣控制電路圖繪制工作,完成接線圖、電氣原理圖等繪制工作,主電路控制原理如圖2 所示,模擬量信號接線如圖3 所示。

        圖2 主電路控制原理

        圖3 模擬量信號接線

        (2)結(jié)合電氣控制電路圖確定該復(fù)合材料制品液壓機(jī)數(shù)字化、自動化改造所需備件、材料,形成電氣元器件清單(表1)。

        (3)積極與有關(guān)人員溝通,確保電氣元器件及時回廠。

        1.3 安裝和調(diào)試步驟

        該復(fù)合材料制品液壓機(jī)數(shù)字化、自動化改造具體步驟如下:①對壓機(jī)主缸活塞、缸口密封圈進(jìn)行更換;②對頂出缸活塞、缸口密封進(jìn)行更換;③調(diào)整檢查滑軌潤滑、對加熱板螺栓進(jìn)行緊固、檢查恒壓泵運(yùn)行情況;④線管材料、線管打標(biāo)機(jī)就位后,開始對電氣元器件進(jìn)行安裝;⑤新電氣控制柜電氣元器件安裝完成后,整體更換原有電氣控制柜及加熱柜;使用西門子博圖軟件進(jìn)行觸摸屏、PLC 控制程序的編制,西門子博圖軟件PLC 程序界面如圖4 所示;⑥安裝位移尺、光電限位開關(guān)、三色燈等元器件;⑦結(jié)合液壓原理圖,按照兵器安全標(biāo)準(zhǔn)化要求完成安裝8 個電磁換向閥、設(shè)備主電源供電組件,做好設(shè)備按鈕標(biāo)識、柜體警示標(biāo)識粘貼工作;⑧分別對設(shè)備自動化動作、加熱系統(tǒng)、壓力系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等方面進(jìn)行調(diào)試。

        圖4 博圖軟件PLC 程序界面

        1.4 調(diào)試驗收

        對設(shè)備進(jìn)行試制,并對試制過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行解決,最終完成設(shè)備終驗收投入生產(chǎn)。改造前、后情況如圖5 所示。

        圖5 改造前和改造后現(xiàn)場

        2 數(shù)字化、自動化改造主要創(chuàng)新點

        (1)實現(xiàn)壓塑過程燜料、加壓、保溫等整個過程自動控制,確保壓塑過程嚴(yán)格按照工藝參數(shù)執(zhí)行,完全排除以前人操作和監(jiān)控帶來的人為因素影響。

        (2)實現(xiàn)壓塑過程工藝參數(shù)(溫度、時間、壓力)的實時監(jiān)測并形成曲線記錄,確保生產(chǎn)過程記錄的準(zhǔn)確性和可追溯性,實時監(jiān)測并形成曲線記錄(圖6)。

        圖6 實時監(jiān)測并形成曲線記錄

        (3)設(shè)備帶有慢速排氣功能,慢回高度、排氣次數(shù)、壓力和時間可根據(jù)工藝需要調(diào)整。液壓機(jī)根據(jù)預(yù)設(shè)工藝參數(shù)自動完成工藝過程中閉模、排氣、脫模、頂出的工步動作,可人工設(shè)定排氣次數(shù)、時間、壓力及起升高度。

        (4)采用工業(yè)觸摸屏操作界面,充分結(jié)合人機(jī)工程設(shè)計,便于現(xiàn)場控制,同時利于操作參數(shù)的修改。可顯示溫度、壓力等參數(shù)的實時狀況,形成溫度、壓力曲線;可用于管理人員對數(shù)據(jù)的分析及使用。

        3 取得的成果成效

        通過對該復(fù)合材料制品液壓機(jī)自動化、數(shù)字化改造,并進(jìn)行了產(chǎn)品的批量生產(chǎn),能對過程參數(shù)進(jìn)行精確控制,完全排除人為操作和人為監(jiān)控帶來的不確定因素影響,裝料溫度、排氣次數(shù)、加壓次數(shù)、壓力、燜料時間、保溫溫度、保溫時間、泄壓溫度等過程參數(shù)能實現(xiàn)精確控制,保證了工藝紀(jì)律的嚴(yán)肅性,大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性,產(chǎn)品壓制質(zhì)量得到了保證,對提升產(chǎn)品質(zhì)量意義重大,目前該設(shè)備已完成某產(chǎn)品多批生產(chǎn)任務(wù),效果良好。

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