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(cè)基本上處于手工或半手工狀態(tài)，耗費(fèi)較大的人力資源，效率低下，而且產(chǎn)品質(zhì)量不一，很難保證產(chǎn)品質(zhì)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(kāi)發(fā)專用機(jī)電一體化加工設(shè)備------玻璃鉆飾自動(dòng)磨鉆機(jī)，目前該設(shè)備已投入試生產(chǎn)運(yùn)行，本人獨(dú)自擔(dān)當(dāng)了整套設(shè)備的電控系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)任務(wù)，該設(shè)備的自動(dòng)化程度較高，邏輯控制比較復(fù)雜，設(shè)備的控制核心由三菱fx2n系列plc和擴(kuò)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(guò)程和應(yīng)用體會(huì)。
二 磨鉆機(jī)用途
本磨鉆機(jī)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(gè)，分別為臺(tái)面一個(gè)，冠面8個(gè)，亭面8個(gè)，如下圖所示：
三 磨鉆機(jī)組成
為了減小設(shè)備體積，節(jié)約設(shè)備制造成本，提高生產(chǎn)效率，整臺(tái)磨鉆機(jī)設(shè)備設(shè)計(jì)成雙邊進(jìn)料交叉加工形式，所以，整套設(shè)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(gè)）、上料機(jī)構(gòu)（2個(gè)）、下料裝置（2個(gè)）、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)（2個(gè)）、磨拋機(jī)構(gòu)（2個(gè)）、導(dǎo)軌齒條及支架等。
整個(gè)設(shè)備長(zhǎng)約8米，寬約2米，高度約為2米。外型見(jiàn)所附設(shè)備照片。
四 磨鉆機(jī)傳動(dòng)
磨鉆機(jī)夾具在水平方向的移動(dòng)定位要求較準(zhǔn)確，故采用導(dǎo)軌導(dǎo)向，齒輪齒條傳動(dòng)，步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)方式，磨頭、拋頭以及磨拋轉(zhuǎn)換采用普通三相異步交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，上料機(jī)構(gòu)、夾具垂直方向運(yùn)動(dòng)、磨拋換面等均采用氣缸氣動(dòng)傳動(dòng)。
五 磨鉆機(jī)加工工藝
磨鉆機(jī)加工工藝過(guò)程比較簡(jiǎn)單，設(shè)備單邊加工工藝過(guò)程如下：粘沙——上料——燒結(jié)——磨切——拋光——（換面——磨切——拋光，共八個(gè)循環(huán)）——下料。
六 磨鉆機(jī)機(jī)械運(yùn)動(dòng)過(guò)程
按每個(gè)位置加工功能分，磨鉆機(jī)有四個(gè)加工工位，分別是：粘沙位、上料（下料）燒結(jié)位、轉(zhuǎn)接位、磨拋位。由于兩邊的加工過(guò)程一樣，所以以一邊為例說(shuō)明其機(jī)械運(yùn)動(dòng)過(guò)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(yīng)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(jī)構(gòu)稱為冠面磨拋機(jī)構(gòu)，加工亭面的磨拋機(jī)構(gòu)稱為亭面磨拋機(jī)構(gòu)。具體機(jī)械運(yùn)動(dòng)過(guò)程如下：（參看《磨鉆機(jī)總圖》）
自動(dòng)開(kāi)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(dòng)下同時(shí)向下粘沙——粘沙完成后兩夾具向上——冠面夾具在步進(jìn)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下向前移動(dòng)到上料位（而亭面夾具則在另一步進(jìn)電機(jī)的帶動(dòng)下向前移動(dòng)到轉(zhuǎn)接位，并在翻轉(zhuǎn)氣缸的驅(qū)動(dòng)下做180°的翻轉(zhuǎn)，做好轉(zhuǎn)接準(zhǔn)備）——上料機(jī)構(gòu)在氣缸驅(qū)動(dòng)下向上上料——上料完畢，上料機(jī)構(gòu)向下，同時(shí)冠面夾具在步進(jìn)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下移動(dòng)到磨拋位（冠面夾具開(kāi)始作周期性往復(fù)慢行，直到拋光加工結(jié)束為止）——冠面夾具在氣缸的驅(qū)動(dòng)下向下磨臺(tái)面——加工完臺(tái)面，冠面夾具垂直向上，同時(shí)撤消冠面夾具定位，——冠面換向氣缸1動(dòng)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(dòng)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(gè)冠面磨完）——然后，冠面夾具向上，磨拋機(jī)構(gòu)在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下做工180°的旋轉(zhuǎn)，準(zhǔn)備進(jìn)行拋光，（拋光接著從 后一個(gè)被磨冠面即第八冠面開(kāi)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(shí)撤消冠面換向氣缸8——冠面換向氣缸7動(dòng)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(dòng)作定位——冠面夾具向下拋臺(tái)面——拋光完臺(tái)面，冠面夾具向上（磨拋機(jī)構(gòu)準(zhǔn)備180°轉(zhuǎn)換）——冠面夾具停止往復(fù)慢行，然后找基準(zhǔn)——冠面夾具在步進(jìn)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下向后移動(dòng)到轉(zhuǎn)接位——亭面夾具向上轉(zhuǎn)接玻璃球——點(diǎn)火燒結(jié)——亭面夾具向下——亭面夾具作180°翻轉(zhuǎn)——轉(zhuǎn)接完成，（冠面夾具則在步進(jìn)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下向后移動(dòng)到粘沙位，開(kāi)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(kāi)始周期性往復(fù)慢行，直到亭面磨拋加工完成為止）——亭面換面氣缸1動(dòng)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(dòng)作——亭面夾具向下——磨第二亭面（如此這樣，直到把第八個(gè)亭面磨完）——亭面夾具向上（亭面磨拋機(jī)構(gòu)180°轉(zhuǎn)換，準(zhǔn)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(kāi)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(gè)亭面即第一亭面拋光完成）——亭面夾具停止往復(fù)慢行，找基準(zhǔn)——亭面夾具向上（亭面磨拋機(jī)構(gòu)準(zhǔn)備180°轉(zhuǎn)換）——亭面夾具定位——亭面夾具在步進(jìn)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下向后移動(dòng)到下料位點(diǎn)火——下料——亭面夾具向后移動(dòng)到粘沙位粘沙——（亭面夾具下一周期循環(huán)開(kāi)始）至此，一個(gè)玻璃飾品的加工已完成。
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