艾默生工控產品在改造石材加工設備中的應用

濟南創捷工業控制技術有限公司 徐先哲 李厥瑾

摘要：本文主要介紹艾默生EC20系列PLC、EV1000系列變頻器在改造意大利90年代中期生產的石板定厚機中的應用。
一、改造設備簡介：
定厚機是石材加工過程中不可缺少的設備，用途是采用銑削方式將石材按工藝要求加工成所需的厚度。主要由床身、皮帶滾筒、固定導軌、活動橫梁、動力頭（銑刀）、電氣控制系統等部分組成。銑削方式又可細分為平面銑刀和圓筒滾刀兩種。
本文介紹的改造設備是采用三個圓筒滾刀，通過粗加工、半精加工、精加工三個加工層次，將板材一次加工成型。該設備的皮帶采用氣壓缸拖動，實施板材水平方向輸送；橫梁上安裝了三個動力頭，前后運動；每個動力頭上均裝有滾刀，實施板材銑削。工作原理如下所述：
首先按照工藝要求，調整好三個滾刀的垂直高度；啟動三個動力頭，開啟橫梁和皮帶；板材在皮帶的帶動下，作斷續運動；皮帶移動一次到位后，橫梁帶動滾刀由后向前銑削，然后快速退回，周而復始，直至板材加工完成。
二、目前設備存在的問題：
1、設備的橫梁拖動采用液壓伺服調速系統，橫梁電動機拖動液壓泵，通過液壓伺服系統，由液壓馬達實現橫梁的無級調速。目前，我國的機械設備極少采用液壓伺服系統進行調速，設備出現故障后，國內無法采購到相同的故障元器件。控制系統PLC用的是老式西門子產品，體積大、耗能多且老化嚴重，故障頻發；同樣由于國內無法采購此元器件，因此維修費用較高，維修周期較長，給企業的生產帶來不便。
2、加工方式單調，生產效率低下。其加工過程如下圖所示：

由上圖可看出該設備的自動加工流程僅有：“單向進刀、空刀退回”一種工作方式，造成了加工板材的局限性，效率無法提高。
三、改造方案：
1、經過研究和反復論證，我們決定采用艾默生EV1000-4T0022G的變頻器替代液壓伺服系統，用艾默生EC20-2012BRA的PLC替代原西門子產品。因艾默生產品的性能優越、質量可靠、價格適中且較易采購，所以我們作為首選配套產品。
2、在設備原工作流程的基礎上，增加兩種自動加工方式，即后端進刀和前后進刀。在單端進刀方式下，增加高速退刀、中速退刀和慢速退刀三種退刀方式。工作流程如下圖所示：

3、改造系統的硬件連線圖：