3MZ3110轴承超精机改造

辛　鑫，刘新凯

3MZ3110轴承超精机改造

辛鑫，刘新凯

（瓦房店轴承集团有限责任公司，辽宁 瓦房店 116300）

针对3MZ3110轴承超精机维修困难，线路老化，稳定性差等问题，用可编程逻辑控制器和变频器代替原有的接触器控制系统和直流调速电机，操作简便，方便维修。

深沟球轴承；内圈沟道；三菱PLC；变频器；变频调速

1　前言

随着当今工业设备对精密程度的要求越来越高，老旧设备的更新换代势在必行。在轴承行业中，磨加工设备占了很大比例。在种类繁多的磨加工设备中，超精机作为套圈加工的最终环节有着极其重要的地位。陈旧的设备存在着诸多的缺点和不足，制约着轴承产量的连续性和质量的稳定性。而数控机床价格昂贵，不能够大面积一次性更换，所以对机床进行自动化改造很是必要。

2　原有机床存在的缺陷

2.1限位开关

3MZ3110轴承超精机属于自动化机床，由于工作性质的原因，机床内部常年潮湿多油，其中分布各处的限位开关经常出现线路硬化、腐蚀、断线等故障，同时因为潮湿也会出现莫名的干扰信号，所以有必要减少限位开关。

2.2中间继电器

配电柜中含有大量的中间继电器，通过这些继电器控制机床的动作。继电器属于易损坏元件，频繁的动作很容易将继电器的触点烧坏，并且单纯的使用继电器控制，也会使今后维修、维护和改造的难度加大。

2.3电机及其调速器

主轴电机使用滑差电机，属于电磁调速电机。电磁调速结构复杂，体积庞大，能耗多，故障多，精度差，可靠性差，过载保护也远不及变频调速。

3　PLC与变频器概述

本机采用三菱可编程逻辑控制器FX1N-40M（PLC），其输入/输出点数为40点，主要包括电源模块、CPU、输入输出单元，同时在AC电源DC输入中内置传感器用DC24V供应电源。通过内置开关可进行RUN/STOP操作。同时，也可从外围设备或一般输入端子下达RUN/STOP指令。PLC还具备时钟功能，可进行时间控制。基本单元的高速处理功能包括高速计数功能、脉冲捕捉功能、外部中断功能以及脉冲输出功能，能满足各种控制的需求。PLC还能够与计算机连接，便于程序的修改，外置的RS-232C、RS-485通信功能扩展板能够实现与触摸屏的通讯，机床任何部位的报警都可以在屏幕上显示出来，方便维修。本机床的PLC外部接线图如图1所示。

PLC的合理引入，大大降低了线路的复杂程度，不但减少了床体内部的限位开关，还将原有的中间继电器的繁杂线路合理化、简单化。同时，对以后电气的维修、维护及改造也提供了更加便利的条件，只要更改程序就可以满足操作者的各种需求。

变频器与负载的接线图如图 2 所示。本机采用三菱E500变频器完成2个主轴电机的变频调速。三菱E500变频器不仅接线简单明了，而且对于各种电机的过流、过载、欠压、过压等故障都有相应的报警提示和保护措施，方便了电机的维修。L1、L2、L3为三相交流电源端，U、V、W接三相交流电机。STF为电机的正转启动，它与公共点SD之间接一个继电器的常开触点，完成电机的正转启动。10、2、5三点外接电位器，可以调节频率以改变电机的转速。AM和5点为模拟量的输出点，可以接一个转速表，直观地看到转速的大小。变频器的使用大大提高了电能的利用率，并且自身具备的保护作用也可以跟PLC协同合作，进一步保护电机，给机床的维修提供更多的依据。

图1　PLC外部接线图

图2　变频器负载接线图

4　机床工作过程

4.1机床工作控制

3MZ3110轴承超精机的工作方式通过转换开关SA1控制机床的自动与调整选择。在自动方式下，凸轮电机原位开关SQ亮灯，按下循环启动按钮SB1，机床开始自动运行，凸轮电机开始运转，在一定延时后，摆架电机进入工位，油石加压，开始磨削，延时的长短由PLC中的定时器T控制。超精的时间选择由按钮开关SB11控制。通过按钮的按压次数配合PLC中5个计数器C17～C19，选择5个超精时间。机床调整时（参考表1按钮功能表）把按钮SA1切换到调整位置，然后用按钮控制每一工步程序，确保行程开关到位，按下SB2使机床复位。机床自动循环图见图3。

4.2机床工作梯形图

利用每一步的执行顺序，可设计出所需要的PLC梯形图程序。在编制过程中每一步所需要的器件都进行编号，触点用X，线圈用M，Y，T，C等。PLC具有一定的编程软件，根据需要选择相应的器件。比如这个程序中超精时间的选择，利用了X17触点所对应的SB11按钮开关。按压1次计数器C17得电置1，选择超精时间T5=3.5秒，以此类推。如果想更改选择可利用X20触点所对应的SB12按钮将计数清零，重新选择即可。由于加工环境潮湿，接近开关容易损坏，为了尽量减少开关，在PLC程序中设置了大量的时间继电器，利用延时控制机床的工步，尽可能地将接近开关减少到了1个，大大降低了机床的故障率以及频繁更换开关的维修成本。机床的梯形程序图见图 4。

表1　按钮功能表

图4　梯形程序图

5　结束语

随着社会对产品多样化要求的增加，产品品种增多，产品更新换代加速。机床将向着更高的速度、精度、可靠性及完善性的方向发展。日新月异层出不穷的高科技元件，为机床的改造提供了有利的保障。只有不断学习新的技术，才能更好地从机床改造的过程中为企业谋取利益，实现向现代化科技型企业的完美转型。

（编辑：林小江）

Transform of 3MZ3110 bearing super lapping machine

Xin Xin， Liu Xinkai
（ Wafangdian Bearing Group Co.， Ltd.， Wafangdian 116300， China ）

Aiming at the problems of difficult to carry out maintenance， line aging， poor stability etc. for 3MZ3110 bearing super lapping machine ， the PLC and inverter can be used to substitute the original contactor control system and DC motor speed control， so that the operation is simple and convenient.

deep groove ball bearing； groove of inner ring； MITSUBISHI PLC； inverter； frequency control

TG581+.1，TH133.33+1

B

1672-4852（2016）03-0026-03

2016-08-16.

辛鑫（1987-），男，助理工程师.