一 概述
由于玻璃鉆飾品外型的特異性，玻璃鉆飾品的加工和檢測基本上處于手工或半手工狀態(tài)，耗費較大的人力資源，效率低下，而且產(chǎn)品質量不一，很難保證產(chǎn)品質量的均衡性和持續(xù)性。二年前受廣東某玻璃飾品有限公司的委托，我公司代其開發(fā)專用機電一體化加工設備------玻璃鉆飾自動磨鉆機，目前該設備已投入試生產(chǎn)運行，本人獨自擔當了整套設備的電控系統(tǒng)集成設計任務，該設備的自動化程度較高，邏輯控制比較復雜，設備的控制核心由三菱fx2n系列plc和擴展模塊以及fx2n-1pg特殊模塊集成，本人在此想同大家交流一下該系統(tǒng)的集成過程和應用體會。
二 磨鉆機用途
本磨鉆機主要用于加工玻璃鉆飾品，加工原料為球狀態(tài)玻璃，可加工直徑為φ1.0mm---φ10.0mm間的球狀玻璃，加工面為17個，分別為臺面一個，冠面8個，亭面8個，如下圖所示：
三 磨鉆機組成
為了減小設備體積，節(jié)約設備制造成本，提高生產(chǎn)效率，整臺磨鉆機設備設計成雙邊進料交叉加工形式，所以，整套設備有許多相同的部件，由以下各主要部件組成：粘桿夾具（4個）、上料機構（2個）、下料裝置（2個）、翻轉機構（2個）、磨拋機構（2個）、導軌齒條及支架等。
整個設備長約8米，寬約2米，高度約為2米。外型見所附設備照片。
四 磨鉆機傳動
磨鉆機夾具在水平方向的移動定位要求較準確，故采用導軌導向，齒輪齒條傳動，步進馬達驅動方式，磨頭、拋頭以及磨拋轉換采用普通三相異步交流電機驅動，上料機構、夾具垂直方向運動、磨拋換面等均采用氣缸氣動傳動。
五 磨鉆機加工工藝
磨鉆機加工工藝過程比較簡單，設備單邊加工工藝過程如下：粘沙——上料——燒結——磨切——拋光——（換面——磨切——拋光，共八個循環(huán)）——下料。
六 磨鉆機機械運動過程
按每個位置加工功能分，磨鉆機有四個加工工位，分別是：粘沙位、上料（下料）燒結位、轉接位、磨拋位。由于兩邊的加工過程一樣，所以以一邊為例說明其機械運動過程。
為了便于方便描述，把加工冠面的夾具稱為冠面夾具，加工亭面的夾具稱為亭面夾具，相應地，加工冠面的換向氣缸稱為冠面換向氣缸，加工亭面的換向氣缸稱為亭面換向氣缸，加工冠面的磨拋機構稱為冠面磨拋機構，加工亭面的磨拋機構稱為亭面磨拋機構。具體機械運動過程如下：（參看《磨鉆機總圖》）
自動開始，系統(tǒng)找原位------在粘沙位冠面夾具和亭面夾具定位——冠面夾具和亭面夾具在氣缸帶動下同時向下粘沙——粘沙完成后兩夾具向上——冠面夾具在步進馬達的驅動下向前移動到上料位（而亭面夾具則在另一步進電機的帶動下向前移動到轉接位，并在翻轉氣缸的驅動下做180°的翻轉，做好轉接準備）——上料機構在氣缸驅動下向上上料——上料完畢，上料機構向下，同時冠面夾具在步進馬達的驅動下移動到磨拋位（冠面夾具開始作周期性往復慢行，直到拋光加工結束為止）——冠面夾具在氣缸的驅動下向下磨臺面——加工完臺面，冠面夾具垂直向上，同時撤消冠面夾具定位，——冠面換向氣缸1動作換面，——冠面夾具向下磨第一冠面，——磨完冠面1，冠面夾具向上——撤消冠面換面氣缸1——冠面換向氣缸2動作換面——冠面夾具又向下磨第二冠面（如此這樣，一直把第八個冠面磨完）——然后，冠面夾具向上，磨拋機構在電機的驅動下做工180°的旋轉，準備進行拋光，（拋光接著從 后一個被磨冠面即第八冠面開始）——冠面夾具向下——拋光第八冠面——第八冠面拋光完畢，冠面夾具向上——同時撤消冠面換向氣缸8——冠面換向氣缸7動作——然后，冠面夾具向下拋光第七冠面（如此這樣，直到把第一冠面拋光完成）——冠面夾具向上——冠面夾具定位氣缸動作定位——冠面夾具向下拋臺面——拋光完臺面，冠面夾具向上（磨拋機構準備180°轉換）——冠面夾具停止往復慢行，然后找基準——冠面夾具在步進馬達的驅動下向后移動到轉接位——亭面夾具向上轉接玻璃球——點火燒結——亭面夾具向下——亭面夾具作180°翻轉——轉接完成，（冠面夾具則在步進馬達的驅動下向后移動到粘沙位，開始冠面夾具下一周期循環(huán)工作）——亭面夾具移到磨拋位——亭面夾具撤消定位（亭面夾具開始周期性往復慢行，直到亭面磨拋加工完成為止）——亭面換面氣缸1動作——亭面夾具向下——磨第一亭面——亭面夾具向上，撤消亭面換面氣缸1——亭面換面氣缸2動作——亭面夾具向下——磨第二亭面（如此這樣，直到把第八個亭面磨完）——亭面夾具向上（亭面磨拋機構180°轉換，準備拋光）——亭面夾具向下——拋光第八亭面（接著從 后被磨的第八亭面開始拋光）——亭面夾具向上，撤消亭面換面氣缸8——亭面換面氣缸7向下——拋光第七亭面（如此這樣，直到把 后一個亭面即第一亭面拋光完成）——亭面夾具停止往復慢行，找基準——亭面夾具向上（亭面磨拋機構準備180°轉換）——亭面夾具定位——亭面夾具在步進馬達的驅動下向后移動到下料位點火——下料——亭面夾具向后移動到粘沙位粘沙——（亭面夾具下一周期循環(huán)開始）至此，一個玻璃飾品的加工已完成。
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