自动磨料成形机电气控制系统

2011-10-18程广振

制造技术与机床 2011年9期

程广振

(湖州师范学院信息与工程学院，浙江湖州313000)

1 概述

一种由电气控制与气压传动共同实现的半自动磨料成形造粒机，采用螺杆挤出成形，气缸执行切断造粒法。磨料、添加剂、粘接剂按比例混合均匀，搅拌成合适硬度的团状，电动机驱动螺杆旋转，团状磨料向前移动，随轴向位置变化，螺杆挤出成形机截面空腔面积变小，越靠近挤出端，截面空腔面积越小，磨料在随螺杆向模具的出口移动的过程中不断受到挤压，形成密实的结构，从模具出口挤出，其截面形状有模具决定。

一般螺杆挤出磨料成形机，模具为单出口，挤出的一定截面的磨料形成一条连续的长条，接着用气缸推动切断装置，截断成要求的长度，存放到储存箱里，送往下道工序干燥。

整机由单螺杆挤出机构、电磁调速胶带输送机构、气动切断造粒机构、检测与控制机构、机架5个部分组成，见图1。机器工作过程为，三相异步电动机3通过传动V带2驱动单螺杆挤出机构1，把磨料挤出成长条状，挤出的磨料截面形状由模具决定，电磁调速电动机9通过传动V带驱动输送胶带11运动。

2 电气控制要求

设备工作时打开电源，首先启动胶带输送机，接着启动螺杆挤出机，半固态的磨料从模具出口挤出成条状，当挤出的磨料达到光电开关8安装位置时，开始正常的自动循环。工艺流程如图2所示。

(1)条状磨料向前移动遮挡住光源发出的光线时，光电开关SQ发出信号，时间继电器KT开始延时，同时电磁铁YA1通电，气缸G1活塞杆伸出，切断条状磨料。G1活塞杆伸出压下行程开关SQ1时，电磁铁YA1断电，G1活塞杆停止，输送胶带把切断的条状磨料输送到工作台末端。

(2)时间继电器KT达到延时设定时间，电磁铁YA3通电，气缸G2活塞杆伸出，推动造粒推板前进，把磨料切成粒状，推入储存箱。气缸G2活塞杆伸出压下行程开关SQ3时，电磁铁YA3断电，气缸G2活塞杆缩回，为下次工作做好准备。

(3)当螺杆继续挤出的长条状磨料，再次遮挡住光源的光线时，光电开关SQ再次发出信号，时间继电器KT重新开始延时，同时电磁铁YA2通电，气缸G1活塞杆缩回，切断条状磨料。G1活塞杆缩回压下行程开关SQ2时，电磁铁YA2断电，G1活塞杆停止，输送胶带把切断的条状磨料输送到工作台末端。

(4)时间继电器KT达到延时设定时间，电磁铁YA3通电，气缸G2活塞杆伸出，推动造粒推板前进，把磨料切成粒状，推入储存箱。气缸G2活塞杆伸出压下行程开关SQ3时，电磁铁YA3断电，气缸G2活塞杆缩回，为下次工作做好准备。

3 电气控制逻辑关系

按照控制要求画出逻辑关系图如图3所示。执行元件的状态变化取决于检测信号，检测信号按其保持时间长短，分为瞬时信号和持续信号两种。有效信号的持续时间少于一个工步称为瞬时有效信号，在逻辑关系图中用带箭头的竖实线表示。有效信号的持续时间不少于一个工步称为持续有效信号，在逻辑关系图中，以表示持续信号的竖实线为起点，用垂直于该竖实线的带箭头的横实线表示其持续时间的长短。执行元件的工作区间用垂直于有效信号的横实线表示。

按照逻辑关系图绘制规则，结合成形机控制系统工作过程示意图，画出的成形机逻辑关系图如图3所示。

根据逻辑关系图，以及“失电优先型”继电器基本逻辑式的使用条件，采用持续信号排除额外起始信号，列写出成形机的逻辑表达式如下。