汽车刹车片铸模机改造

广东省技师学院 张志芳

广东省博云复合材料有限公司一台汽车刹车片铸模机发生故障，无法加工产品，公司自己的维修技师无法解决，特找到我帮其解决故障，并对设备的维修提出下面几个要求：

（1）改造对设备的变动要尽可能的小。

（2）可以根据加工产品的不同，适当的增加功能。

（3）机器要能尽快正常加工产品。

接到这个任务以后，首先到广东省博云复合材料有限公司加工现场看一下，和操作技术人员进行了交流沟通，了解到以下情况，博云复合材料有限公司的汽车刹车片铸模机的生产厂家为台湾一家企业，它的电气控制系统采用工业控制板控制。该控制板从台湾原装进口，发生故障之后，一般处理方法是从原厂购买控制板。处理流程为先要去海关进行报关处理，将控制板费用打给厂家，并将这个旧的控制板寄回原来的厂家，等待原厂寄发新的控制板。整个流程走下来，等新的控制板寄回公司大约要半年以上。这段期间铸模机不能正常运行，给公司带来很大的经济损失，如果不能解决这个问题，那么时间一久，造成的损失是不可估量的。

广东省博云复合材料有限公司生产的产品为汽车刹车片，它的工艺为将金属粉末，在极大的压力下使之压实凝固，在这期间都是人工手动添料，将金属粉末倒入模具中，再将多余的粉末抹去，这时候会产生很多的粉尘，员工呼吸时也会吸入一部分粉尘，对身体危害，这个操作阶段都是员工手工完成，并没有实现自动化，劳动强度大，如果能实现自动化生产，就能解放一个劳动力。

根据厂家提出的要求，首先我们要确定控制核心。初步方案为PLC控制或者仿PLC板来控制，根据现场环境灰尘多，油污多等因素，仿PLC板易受到工作环境的影响，当它的工作环境中含有大量粉尘、油污等，它的工作稳定性将受到很大的影响。员工在工作需要时打开电气柜门，有时候带油的手去触碰空开或者其他元器件，手上油污附着在号码管上或者元器件上，影响使用的性能，另一方面空气中的粉尘附着在工控板上，随着柜门打开的次数的增加，稳定性方面随时间的增加而越来越不稳定，故障频出，易受环境的影响而影响设备的性能，也会让控制系统的使用寿命减少。因此，仿PLC板不可用，所以采用PLC控制，PLC可靠性高，抗干扰能力强，并且维护方便。

厂家要求改造对设备的变动要尽可能的小，所有元器件仍然用原来设备当中，只是把控制核心进行更换。把这台设备原来的工业控制板变成三菱PLC，再根据设备的动作流程变成控制程序下载到PLC当中去，对设备进行控制。对设备的变动只是换了一个控制核心，其它所有电气元件没有变化，满足了厂家的要求（1）。

改造后电气原理图如图1的所示。

图1 汽车刹车片铸模机

在和厂家生产人员沟通过程中，我们还原设备的动作流程，托膜下降和上升时将检测到的信号传送到PLC进行集中处理，在托模上升到指定位置时，延时0.8s，底模移出，然后底模移入，随后托模下降，到达指定位置时倒料，按下开始按钮，上模快下，到达指定位置开始减速，施加压力，压实金属粉末，变成工件，之后上模上升到脱模位置时，托模上升，底模移出，上模慢下，脱模，最后上模上升，一个周期结束，等待命令。压料计时：可设定加压时间长或短，使压料更加紧实。将程序下载到PLC，控制设备运行起来，并进行试加工，在加工过程中不断优化程序，直到符合整个生产需要。另外还增加了手动功能，便于设备的调试与维修。配套的指令表如表1所示。另外在程序当中还增加了手动功能，便于设备的检修与调试。

表1 配套指令表

手动增加功能如下：手动/自动选择操作：可选择手动或自动操作；手动速度：在手动操作上升或下降可选择速度快速或慢速；马达启动：按下此开关则马达油泵启动；马达停止：按下此开关则马达油泵停止；自动开始：按下此开关则开始一循环自动连续运行；紧急上升：此为紧急开关，按下此开关则模具快速往上升；模具上升：在手动按上升则模具往上升；模具下降：在手动按下降则模具往下降；底模移出：在手动按底模移出则模具往左移出；底模移入：在手动按底模移入则模具往右移出；托模上升：在手动按托模上升则托模往上升；托模下降：在手动按托模下降则托模往下降；计数器：工作循环次数的计数；脱氧次数设定：脱氧作用：压料更紧实；自动+马达停止+托模上升，一起按下不脱氧：自动+马达停止+托模下降一起按下脱氧。

一循环/半循环开关选择说明：一循环：用于不放铁片；半循环：用于要放铁片。这样也满足了厂家提出要求（2）。

原设备刹车片采用一个模具生产，一次性只能生产一个刹车片，装填金属粉末时，倒入的量不能把握，会有多有少，多的抹去，是一种生产材料的浪费；少的再添料，是一种时间的浪费，工作效率大打折扣。如果能一次性生产多个刹车片，原料也没有产生浪费，并且工作效率还高，日积月累，这不仅能为公司省下一大笔开销，并极大提高了工件的生产效率。

改造完成之后，对所设计的功能进行测试，由员工操作设备，先按公司给的控制要求一步一步进行测试，再对新增功能进行测试。运行过程中发现还有不良之处，如在进行托模上升之后，底模未移出，检查之后发现是线路老化，接触不良。为避免此情况，在程序调试完成之后对铸模机设备进行线路检查，对老化线路进行新线替换，保障铸模机正常运作。

整个改造用时2天，也符合厂家提出的机器要能尽快正常加工产品这一要求。