洪昀

摘 要：TG80壓棒機(jī)能夠?qū)⒎蹓m收集起來后進(jìn)行壓實(shí)，從而減少塵土占用的空間并減少可吸入粉塵進(jìn)入空氣當(dāng)中。由于設(shè)備老化導(dǎo)致TG80壓棒機(jī)的進(jìn)料量不足，進(jìn)而降低設(shè)備工作效率，在對(duì)TG80壓棒機(jī)的工作原理進(jìn)行研究后，通過更改控制程序使TG80壓棒機(jī)的進(jìn)料時(shí)間可以從人機(jī)交互界面進(jìn)行精確控制以提高進(jìn)料時(shí)間，從而增加進(jìn)料量，最終提高TG80壓棒機(jī)的工作效率及壓棒出料成型效果。

關(guān)鍵詞：壓棒機(jī)；進(jìn)料時(shí)間；PLC；WinCC flexible

引言

在卷煙生產(chǎn)過程中，從制絲車間到卷包車間均會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，而這些粉塵最終都通過除塵系統(tǒng)送至壓棒機(jī)來，再通過壓棒機(jī)將這些粉塵進(jìn)行壓縮成型，形成一塊塊的粉塵棒料以減少塵土所占用的空間，其次通過將粉塵進(jìn)行壓實(shí)也可以避免塵土在進(jìn)行運(yùn)輸、處理時(shí)產(chǎn)生二次污染，此外這些粉塵棒料還是燃燒值很高的燃料。公司使用的壓棒機(jī)是由格雷伯公司生產(chǎn)的TG80型全自動(dòng)液壓式壓棒機(jī)，主要用于煙草行業(yè)，能將粉塵壓縮成一定尺寸規(guī)格的密實(shí)粉塵棒料。

1、存在問題

TG80壓棒機(jī)從引進(jìn)至今已有12年，隨著設(shè)備長(zhǎng)期高負(fù)荷的運(yùn)作，設(shè)備的精密度開始下降，造成壓棒機(jī)工作效率降低并導(dǎo)致壓棒效果不佳，如圖1所示。在實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)，設(shè)備的壓棒成型效率在慢慢下降，表現(xiàn)為出料成型塊（粉塵棒料）長(zhǎng)度變短且會(huì)出現(xiàn)棒料不實(shí)的現(xiàn)象，有時(shí)會(huì)有粉末狀塵土出現(xiàn)，如圖2所示，其中左側(cè)出料較右側(cè)出料成型效果差。在長(zhǎng)期工作中大量未壓實(shí)的粉塵棒料讓除塵間的空氣受到污染并使得二次運(yùn)輸變得相對(duì)困難，再者壓棒成型效率降低還導(dǎo)致設(shè)備工作時(shí)間延長(zhǎng)，使得設(shè)備的磨損更加嚴(yán)重。

圖1 TG80壓棒機(jī)結(jié)構(gòu)圖

圖2棒料出料長(zhǎng)度變短且易破碎

2、原因分析

2.1 TG80壓棒機(jī)工作原理

儲(chǔ)料倉(cāng)內(nèi)的粉塵在刮板進(jìn)料機(jī)構(gòu)不斷旋轉(zhuǎn)的作用下落入左右兩個(gè)螺旋送料總成的垂直料斗中，垂直料斗中有一攪料棒可將落入料斗中的物料攪松，使物料順利落到由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的送料螺桿上，這些物料在液壓馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下不斷被送入壓縮座中。

送入到壓縮座中的物料在特種壓塵油缸活塞桿的不斷擠壓下，被分別送人左右兩個(gè)成型頭，結(jié)實(shí)的棒料在成型頭中被特種壓塵油缸活塞桿壓縮成型。

當(dāng)活塞桿在不斷壓縮棒料的過程中，推動(dòng)特種壓塵油缸活塞桿的液壓壓力會(huì)不斷升高，當(dāng)此壓力達(dá)到壓力開關(guān)設(shè)定值時(shí)，成型頭的夾鉗就會(huì)松開，此時(shí)物料被推出成型頭。接著在行程開關(guān)的控制下，活塞桿往反方向運(yùn)動(dòng)，一個(gè)周期結(jié)束。

2.2 影響壓棒機(jī)工作效率的原因分析

在對(duì)TG80壓棒機(jī)的工作過程進(jìn)行研究與分析后，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致TG80壓棒機(jī)工作效率低下的主要原因是由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的送料螺桿每次送料給壓縮座的物料不足造成的。

送料螺桿安裝在壓縮座后面，其動(dòng)力由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，用來將物料送進(jìn)壓縮座當(dāng)中，進(jìn)入壓縮座的物料再由活塞桿壓縮成型。但送料螺桿上的液壓馬達(dá)并不是一直在工作的，由于活塞桿在不斷的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，送料螺桿上的液壓馬達(dá)若一直工作將導(dǎo)致物料卡在螺桿中造成螺桿損壞。壓塵油缸活塞桿下方有4個(gè)行程開關(guān)，分別為SQ4、SQ5、SQ6、SQ7，其中SQ5、SQ7用來控制活塞桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，SQ4、SQ6用來控制送料螺桿上的液壓馬達(dá)工作，即進(jìn)料。當(dāng)活塞桿往左邊運(yùn)動(dòng)時(shí)觸發(fā)行程開關(guān)SQ6，啟動(dòng)了右邊的進(jìn)料動(dòng)作，而當(dāng)活塞桿從左邊開始往右邊運(yùn)動(dòng)時(shí)，SQ6被釋放，右邊的進(jìn)料動(dòng)作停止，這樣就形成一次完整的進(jìn)料過程。通過對(duì)進(jìn)料時(shí)間的監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)在活塞桿的不斷運(yùn)動(dòng)下每次進(jìn)料時(shí)間不到500ms，現(xiàn)場(chǎng)觀察到送料螺桿上的液壓馬達(dá)動(dòng)作時(shí)間短且速度慢，檢查驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)的油壓壓力處于正常范圍內(nèi)，在對(duì)送料螺桿及液壓馬達(dá)進(jìn)行維護(hù)清理過后問題依然存在，因此判斷為進(jìn)料機(jī)構(gòu)設(shè)備老化，精密度降低造成。

3、改進(jìn)措施

提升TG80壓棒機(jī)的工作效率可以通過提高驅(qū)動(dòng)送料螺桿的液壓馬達(dá)的動(dòng)力，即提高油壓壓力及通過延長(zhǎng)液壓馬達(dá)的工作時(shí)間來進(jìn)行。提高油壓對(duì)設(shè)備各部件都有較大影響，特別是在設(shè)備已經(jīng)存在老化現(xiàn)象的情況下提高油壓可能對(duì)設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p壞，所以選擇通過延長(zhǎng)進(jìn)料時(shí)間來提高壓棒機(jī)的工作效率。

3.1 更改PLC控制程序

TG80壓棒機(jī)的控制系統(tǒng)采用西門子PLC300系列，更改需采用step7編程軟件。由于送料螺桿不能一直工作，否則會(huì)被粉塵卡住，因此延長(zhǎng)進(jìn)料時(shí)間必須保證活塞桿處于與進(jìn)料一側(cè)不同的方向，比如要對(duì)左邊進(jìn)行進(jìn)料則必須保證活塞桿此時(shí)處于右邊。結(jié)合電路與程序，可利用活塞桿運(yùn)動(dòng)的左右極限行程開關(guān)SQ5、SQ7來作為進(jìn)料觸發(fā)點(diǎn)，當(dāng)極限行程開關(guān)被觸發(fā)后才可以觸發(fā)進(jìn)料動(dòng)作，此時(shí)暫?；钊麠U運(yùn)動(dòng)，直到進(jìn)料時(shí)間達(dá)到設(shè)定值才再次啟動(dòng)活塞桿運(yùn)動(dòng)，采用左右極限行程開關(guān)作為觸發(fā)進(jìn)料條件的同時(shí)保留原進(jìn)料觸發(fā)行程開關(guān)的功能，即兩個(gè)條件必須同時(shí)滿足才能啟動(dòng)進(jìn)料動(dòng)作，以保證設(shè)備安全。比如：要啟動(dòng)左邊進(jìn)料動(dòng)作，SQ7及SQ4必須同時(shí)觸發(fā)。由于左右兩邊出料效果不一致，所以設(shè)計(jì)成兩邊進(jìn)料時(shí)間可獨(dú)立調(diào)整。

3.2 增加HMI控制參數(shù)

為了方便操作者對(duì)進(jìn)料時(shí)間的設(shè)置，必須增加人機(jī)交互界面（HMI）上的控制參數(shù)，提供參數(shù)設(shè)置入口。TG80壓棒機(jī)的人機(jī)交互界面利用西門子的WinCC flexible進(jìn)行開發(fā)，上位機(jī)通過以太網(wǎng)與PLC300進(jìn)行通訊。由于參數(shù)設(shè)置不合理可能對(duì)設(shè)備造成損壞，所以上位機(jī)的設(shè)計(jì)必須考慮到參數(shù)的設(shè)置范圍，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)校，最終將參數(shù)范圍限制在400ms-1500ms之間，遞增幅度為10ms，且為了防止誤操作，增加了操作密碼，如圖3所示。

4、改進(jìn)效果

改進(jìn)后對(duì)設(shè)備進(jìn)行近半個(gè)月的跟蹤觀察，在通過對(duì)進(jìn)料時(shí)間的多次修改后，壓棒機(jī)的工作效率有了明顯提升，由于壓縮密實(shí)度提高，成型效果也有所提升，粉塵棒料的單次出料長(zhǎng)度可以達(dá)到改進(jìn)前的近兩倍，如圖4所示，改進(jìn)后壓棒機(jī)活塞桿每次運(yùn)動(dòng)的工作效率是之前的約兩倍，接近原機(jī)的生產(chǎn)能力水平，工作效率提升還縮短了壓棒機(jī)的工作時(shí)間，避免設(shè)備機(jī)械的疲勞磨損，從而延長(zhǎng)壓棒機(jī)的使用壽命并提高了壓棒機(jī)成型效果?！?/p>

參考文獻(xiàn)

[1]孫書芳、柴瑞娟、孫承志等.西門子PLC高級(jí)培訓(xùn)教程[M].人民郵電出版社，2011.

[2]西門子（中國(guó)）有限公司自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán).深入淺出西門子人機(jī)界面[M].北京航空航天大學(xué)出版社，2009.

[3]海心、馬銀忠、劉樹青.西門子PLC開發(fā)入門與典型案例[M].人民郵電出版社，2010.

[4]格雷伯科技有限公司.TG70、TG80型全自動(dòng)液壓式壓棒機(jī)使用說明書[Z].endprint

摘 要：TG80壓棒機(jī)能夠?qū)⒎蹓m收集起來后進(jìn)行壓實(shí)，從而減少塵土占用的空間并減少可吸入粉塵進(jìn)入空氣當(dāng)中。由于設(shè)備老化導(dǎo)致TG80壓棒機(jī)的進(jìn)料量不足，進(jìn)而降低設(shè)備工作效率，在對(duì)TG80壓棒機(jī)的工作原理進(jìn)行研究后，通過更改控制程序使TG80壓棒機(jī)的進(jìn)料時(shí)間可以從人機(jī)交互界面進(jìn)行精確控制以提高進(jìn)料時(shí)間，從而增加進(jìn)料量，最終提高TG80壓棒機(jī)的工作效率及壓棒出料成型效果。

關(guān)鍵詞：壓棒機(jī)；進(jìn)料時(shí)間；PLC；WinCC flexible

引言

在卷煙生產(chǎn)過程中，從制絲車間到卷包車間均會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，而這些粉塵最終都通過除塵系統(tǒng)送至壓棒機(jī)來，再通過壓棒機(jī)將這些粉塵進(jìn)行壓縮成型，形成一塊塊的粉塵棒料以減少塵土所占用的空間，其次通過將粉塵進(jìn)行壓實(shí)也可以避免塵土在進(jìn)行運(yùn)輸、處理時(shí)產(chǎn)生二次污染，此外這些粉塵棒料還是燃燒值很高的燃料。公司使用的壓棒機(jī)是由格雷伯公司生產(chǎn)的TG80型全自動(dòng)液壓式壓棒機(jī)，主要用于煙草行業(yè)，能將粉塵壓縮成一定尺寸規(guī)格的密實(shí)粉塵棒料。

1、存在問題

TG80壓棒機(jī)從引進(jìn)至今已有12年，隨著設(shè)備長(zhǎng)期高負(fù)荷的運(yùn)作，設(shè)備的精密度開始下降，造成壓棒機(jī)工作效率降低并導(dǎo)致壓棒效果不佳，如圖1所示。在實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)，設(shè)備的壓棒成型效率在慢慢下降，表現(xiàn)為出料成型塊（粉塵棒料）長(zhǎng)度變短且會(huì)出現(xiàn)棒料不實(shí)的現(xiàn)象，有時(shí)會(huì)有粉末狀塵土出現(xiàn)，如圖2所示，其中左側(cè)出料較右側(cè)出料成型效果差。在長(zhǎng)期工作中大量未壓實(shí)的粉塵棒料讓除塵間的空氣受到污染并使得二次運(yùn)輸變得相對(duì)困難，再者壓棒成型效率降低還導(dǎo)致設(shè)備工作時(shí)間延長(zhǎng)，使得設(shè)備的磨損更加嚴(yán)重。

圖1 TG80壓棒機(jī)結(jié)構(gòu)圖

圖2棒料出料長(zhǎng)度變短且易破碎

2、原因分析

2.1 TG80壓棒機(jī)工作原理

儲(chǔ)料倉(cāng)內(nèi)的粉塵在刮板進(jìn)料機(jī)構(gòu)不斷旋轉(zhuǎn)的作用下落入左右兩個(gè)螺旋送料總成的垂直料斗中，垂直料斗中有一攪料棒可將落入料斗中的物料攪松，使物料順利落到由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的送料螺桿上，這些物料在液壓馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下不斷被送入壓縮座中。

送入到壓縮座中的物料在特種壓塵油缸活塞桿的不斷擠壓下，被分別送人左右兩個(gè)成型頭，結(jié)實(shí)的棒料在成型頭中被特種壓塵油缸活塞桿壓縮成型。

當(dāng)活塞桿在不斷壓縮棒料的過程中，推動(dòng)特種壓塵油缸活塞桿的液壓壓力會(huì)不斷升高，當(dāng)此壓力達(dá)到壓力開關(guān)設(shè)定值時(shí)，成型頭的夾鉗就會(huì)松開，此時(shí)物料被推出成型頭。接著在行程開關(guān)的控制下，活塞桿往反方向運(yùn)動(dòng)，一個(gè)周期結(jié)束。

2.2 影響壓棒機(jī)工作效率的原因分析

在對(duì)TG80壓棒機(jī)的工作過程進(jìn)行研究與分析后，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致TG80壓棒機(jī)工作效率低下的主要原因是由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的送料螺桿每次送料給壓縮座的物料不足造成的。

送料螺桿安裝在壓縮座后面，其動(dòng)力由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，用來將物料送進(jìn)壓縮座當(dāng)中，進(jìn)入壓縮座的物料再由活塞桿壓縮成型。但送料螺桿上的液壓馬達(dá)并不是一直在工作的，由于活塞桿在不斷的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，送料螺桿上的液壓馬達(dá)若一直工作將導(dǎo)致物料卡在螺桿中造成螺桿損壞。壓塵油缸活塞桿下方有4個(gè)行程開關(guān)，分別為SQ4、SQ5、SQ6、SQ7，其中SQ5、SQ7用來控制活塞桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，SQ4、SQ6用來控制送料螺桿上的液壓馬達(dá)工作，即進(jìn)料。當(dāng)活塞桿往左邊運(yùn)動(dòng)時(shí)觸發(fā)行程開關(guān)SQ6，啟動(dòng)了右邊的進(jìn)料動(dòng)作，而當(dāng)活塞桿從左邊開始往右邊運(yùn)動(dòng)時(shí)，SQ6被釋放，右邊的進(jìn)料動(dòng)作停止，這樣就形成一次完整的進(jìn)料過程。通過對(duì)進(jìn)料時(shí)間的監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)在活塞桿的不斷運(yùn)動(dòng)下每次進(jìn)料時(shí)間不到500ms，現(xiàn)場(chǎng)觀察到送料螺桿上的液壓馬達(dá)動(dòng)作時(shí)間短且速度慢，檢查驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)的油壓壓力處于正常范圍內(nèi)，在對(duì)送料螺桿及液壓馬達(dá)進(jìn)行維護(hù)清理過后問題依然存在，因此判斷為進(jìn)料機(jī)構(gòu)設(shè)備老化，精密度降低造成。

3、改進(jìn)措施

提升TG80壓棒機(jī)的工作效率可以通過提高驅(qū)動(dòng)送料螺桿的液壓馬達(dá)的動(dòng)力，即提高油壓壓力及通過延長(zhǎng)液壓馬達(dá)的工作時(shí)間來進(jìn)行。提高油壓對(duì)設(shè)備各部件都有較大影響，特別是在設(shè)備已經(jīng)存在老化現(xiàn)象的情況下提高油壓可能對(duì)設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p壞，所以選擇通過延長(zhǎng)進(jìn)料時(shí)間來提高壓棒機(jī)的工作效率。

3.1 更改PLC控制程序

TG80壓棒機(jī)的控制系統(tǒng)采用西門子PLC300系列，更改需采用step7編程軟件。由于送料螺桿不能一直工作，否則會(huì)被粉塵卡住，因此延長(zhǎng)進(jìn)料時(shí)間必須保證活塞桿處于與進(jìn)料一側(cè)不同的方向，比如要對(duì)左邊進(jìn)行進(jìn)料則必須保證活塞桿此時(shí)處于右邊。結(jié)合電路與程序，可利用活塞桿運(yùn)動(dòng)的左右極限行程開關(guān)SQ5、SQ7來作為進(jìn)料觸發(fā)點(diǎn)，當(dāng)極限行程開關(guān)被觸發(fā)后才可以觸發(fā)進(jìn)料動(dòng)作，此時(shí)暫?；钊麠U運(yùn)動(dòng)，直到進(jìn)料時(shí)間達(dá)到設(shè)定值才再次啟動(dòng)活塞桿運(yùn)動(dòng)，采用左右極限行程開關(guān)作為觸發(fā)進(jìn)料條件的同時(shí)保留原進(jìn)料觸發(fā)行程開關(guān)的功能，即兩個(gè)條件必須同時(shí)滿足才能啟動(dòng)進(jìn)料動(dòng)作，以保證設(shè)備安全。比如：要啟動(dòng)左邊進(jìn)料動(dòng)作，SQ7及SQ4必須同時(shí)觸發(fā)。由于左右兩邊出料效果不一致，所以設(shè)計(jì)成兩邊進(jìn)料時(shí)間可獨(dú)立調(diào)整。

3.2 增加HMI控制參數(shù)

為了方便操作者對(duì)進(jìn)料時(shí)間的設(shè)置，必須增加人機(jī)交互界面（HMI）上的控制參數(shù)，提供參數(shù)設(shè)置入口。TG80壓棒機(jī)的人機(jī)交互界面利用西門子的WinCC flexible進(jìn)行開發(fā)，上位機(jī)通過以太網(wǎng)與PLC300進(jìn)行通訊。由于參數(shù)設(shè)置不合理可能對(duì)設(shè)備造成損壞，所以上位機(jī)的設(shè)計(jì)必須考慮到參數(shù)的設(shè)置范圍，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)校，最終將參數(shù)范圍限制在400ms-1500ms之間，遞增幅度為10ms，且為了防止誤操作，增加了操作密碼，如圖3所示。

4、改進(jìn)效果

改進(jìn)后對(duì)設(shè)備進(jìn)行近半個(gè)月的跟蹤觀察，在通過對(duì)進(jìn)料時(shí)間的多次修改后，壓棒機(jī)的工作效率有了明顯提升，由于壓縮密實(shí)度提高，成型效果也有所提升，粉塵棒料的單次出料長(zhǎng)度可以達(dá)到改進(jìn)前的近兩倍，如圖4所示，改進(jìn)后壓棒機(jī)活塞桿每次運(yùn)動(dòng)的工作效率是之前的約兩倍，接近原機(jī)的生產(chǎn)能力水平，工作效率提升還縮短了壓棒機(jī)的工作時(shí)間，避免設(shè)備機(jī)械的疲勞磨損，從而延長(zhǎng)壓棒機(jī)的使用壽命并提高了壓棒機(jī)成型效果。■

參考文獻(xiàn)

[1]孫書芳、柴瑞娟、孫承志等.西門子PLC高級(jí)培訓(xùn)教程[M].人民郵電出版社，2011.

[2]西門子（中國(guó)）有限公司自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán).深入淺出西門子人機(jī)界面[M].北京航空航天大學(xué)出版社，2009.

[3]海心、馬銀忠、劉樹青.西門子PLC開發(fā)入門與典型案例[M].人民郵電出版社，2010.

[4]格雷伯科技有限公司.TG70、TG80型全自動(dòng)液壓式壓棒機(jī)使用說明書[Z].endprint

摘 要：TG80壓棒機(jī)能夠?qū)⒎蹓m收集起來后進(jìn)行壓實(shí)，從而減少塵土占用的空間并減少可吸入粉塵進(jìn)入空氣當(dāng)中。由于設(shè)備老化導(dǎo)致TG80壓棒機(jī)的進(jìn)料量不足，進(jìn)而降低設(shè)備工作效率，在對(duì)TG80壓棒機(jī)的工作原理進(jìn)行研究后，通過更改控制程序使TG80壓棒機(jī)的進(jìn)料時(shí)間可以從人機(jī)交互界面進(jìn)行精確控制以提高進(jìn)料時(shí)間，從而增加進(jìn)料量，最終提高TG80壓棒機(jī)的工作效率及壓棒出料成型效果。

關(guān)鍵詞：壓棒機(jī)；進(jìn)料時(shí)間；PLC；WinCC flexible

引言

在卷煙生產(chǎn)過程中，從制絲車間到卷包車間均會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，而這些粉塵最終都通過除塵系統(tǒng)送至壓棒機(jī)來，再通過壓棒機(jī)將這些粉塵進(jìn)行壓縮成型，形成一塊塊的粉塵棒料以減少塵土所占用的空間，其次通過將粉塵進(jìn)行壓實(shí)也可以避免塵土在進(jìn)行運(yùn)輸、處理時(shí)產(chǎn)生二次污染，此外這些粉塵棒料還是燃燒值很高的燃料。公司使用的壓棒機(jī)是由格雷伯公司生產(chǎn)的TG80型全自動(dòng)液壓式壓棒機(jī)，主要用于煙草行業(yè)，能將粉塵壓縮成一定尺寸規(guī)格的密實(shí)粉塵棒料。

1、存在問題

TG80壓棒機(jī)從引進(jìn)至今已有12年，隨著設(shè)備長(zhǎng)期高負(fù)荷的運(yùn)作，設(shè)備的精密度開始下降，造成壓棒機(jī)工作效率降低并導(dǎo)致壓棒效果不佳，如圖1所示。在實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)，設(shè)備的壓棒成型效率在慢慢下降，表現(xiàn)為出料成型塊（粉塵棒料）長(zhǎng)度變短且會(huì)出現(xiàn)棒料不實(shí)的現(xiàn)象，有時(shí)會(huì)有粉末狀塵土出現(xiàn)，如圖2所示，其中左側(cè)出料較右側(cè)出料成型效果差。在長(zhǎng)期工作中大量未壓實(shí)的粉塵棒料讓除塵間的空氣受到污染并使得二次運(yùn)輸變得相對(duì)困難，再者壓棒成型效率降低還導(dǎo)致設(shè)備工作時(shí)間延長(zhǎng)，使得設(shè)備的磨損更加嚴(yán)重。

圖1 TG80壓棒機(jī)結(jié)構(gòu)圖

圖2棒料出料長(zhǎng)度變短且易破碎

2、原因分析

2.1 TG80壓棒機(jī)工作原理

儲(chǔ)料倉(cāng)內(nèi)的粉塵在刮板進(jìn)料機(jī)構(gòu)不斷旋轉(zhuǎn)的作用下落入左右兩個(gè)螺旋送料總成的垂直料斗中，垂直料斗中有一攪料棒可將落入料斗中的物料攪松，使物料順利落到由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的送料螺桿上，這些物料在液壓馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下不斷被送入壓縮座中。

送入到壓縮座中的物料在特種壓塵油缸活塞桿的不斷擠壓下，被分別送人左右兩個(gè)成型頭，結(jié)實(shí)的棒料在成型頭中被特種壓塵油缸活塞桿壓縮成型。

當(dāng)活塞桿在不斷壓縮棒料的過程中，推動(dòng)特種壓塵油缸活塞桿的液壓壓力會(huì)不斷升高，當(dāng)此壓力達(dá)到壓力開關(guān)設(shè)定值時(shí)，成型頭的夾鉗就會(huì)松開，此時(shí)物料被推出成型頭。接著在行程開關(guān)的控制下，活塞桿往反方向運(yùn)動(dòng)，一個(gè)周期結(jié)束。

2.2 影響壓棒機(jī)工作效率的原因分析

在對(duì)TG80壓棒機(jī)的工作過程進(jìn)行研究與分析后，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致TG80壓棒機(jī)工作效率低下的主要原因是由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的送料螺桿每次送料給壓縮座的物料不足造成的。

送料螺桿安裝在壓縮座后面，其動(dòng)力由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，用來將物料送進(jìn)壓縮座當(dāng)中，進(jìn)入壓縮座的物料再由活塞桿壓縮成型。但送料螺桿上的液壓馬達(dá)并不是一直在工作的，由于活塞桿在不斷的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，送料螺桿上的液壓馬達(dá)若一直工作將導(dǎo)致物料卡在螺桿中造成螺桿損壞。壓塵油缸活塞桿下方有4個(gè)行程開關(guān)，分別為SQ4、SQ5、SQ6、SQ7，其中SQ5、SQ7用來控制活塞桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，SQ4、SQ6用來控制送料螺桿上的液壓馬達(dá)工作，即進(jìn)料。當(dāng)活塞桿往左邊運(yùn)動(dòng)時(shí)觸發(fā)行程開關(guān)SQ6，啟動(dòng)了右邊的進(jìn)料動(dòng)作，而當(dāng)活塞桿從左邊開始往右邊運(yùn)動(dòng)時(shí)，SQ6被釋放，右邊的進(jìn)料動(dòng)作停止，這樣就形成一次完整的進(jìn)料過程。通過對(duì)進(jìn)料時(shí)間的監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)在活塞桿的不斷運(yùn)動(dòng)下每次進(jìn)料時(shí)間不到500ms，現(xiàn)場(chǎng)觀察到送料螺桿上的液壓馬達(dá)動(dòng)作時(shí)間短且速度慢，檢查驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)的油壓壓力處于正常范圍內(nèi)，在對(duì)送料螺桿及液壓馬達(dá)進(jìn)行維護(hù)清理過后問題依然存在，因此判斷為進(jìn)料機(jī)構(gòu)設(shè)備老化，精密度降低造成。

3、改進(jìn)措施

提升TG80壓棒機(jī)的工作效率可以通過提高驅(qū)動(dòng)送料螺桿的液壓馬達(dá)的動(dòng)力，即提高油壓壓力及通過延長(zhǎng)液壓馬達(dá)的工作時(shí)間來進(jìn)行。提高油壓對(duì)設(shè)備各部件都有較大影響，特別是在設(shè)備已經(jīng)存在老化現(xiàn)象的情況下提高油壓可能對(duì)設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p壞，所以選擇通過延長(zhǎng)進(jìn)料時(shí)間來提高壓棒機(jī)的工作效率。

3.1 更改PLC控制程序

TG80壓棒機(jī)的控制系統(tǒng)采用西門子PLC300系列，更改需采用step7編程軟件。由于送料螺桿不能一直工作，否則會(huì)被粉塵卡住，因此延長(zhǎng)進(jìn)料時(shí)間必須保證活塞桿處于與進(jìn)料一側(cè)不同的方向，比如要對(duì)左邊進(jìn)行進(jìn)料則必須保證活塞桿此時(shí)處于右邊。結(jié)合電路與程序，可利用活塞桿運(yùn)動(dòng)的左右極限行程開關(guān)SQ5、SQ7來作為進(jìn)料觸發(fā)點(diǎn)，當(dāng)極限行程開關(guān)被觸發(fā)后才可以觸發(fā)進(jìn)料動(dòng)作，此時(shí)暫?；钊麠U運(yùn)動(dòng)，直到進(jìn)料時(shí)間達(dá)到設(shè)定值才再次啟動(dòng)活塞桿運(yùn)動(dòng)，采用左右極限行程開關(guān)作為觸發(fā)進(jìn)料條件的同時(shí)保留原進(jìn)料觸發(fā)行程開關(guān)的功能，即兩個(gè)條件必須同時(shí)滿足才能啟動(dòng)進(jìn)料動(dòng)作，以保證設(shè)備安全。比如：要啟動(dòng)左邊進(jìn)料動(dòng)作，SQ7及SQ4必須同時(shí)觸發(fā)。由于左右兩邊出料效果不一致，所以設(shè)計(jì)成兩邊進(jìn)料時(shí)間可獨(dú)立調(diào)整。

3.2 增加HMI控制參數(shù)

為了方便操作者對(duì)進(jìn)料時(shí)間的設(shè)置，必須增加人機(jī)交互界面（HMI）上的控制參數(shù)，提供參數(shù)設(shè)置入口。TG80壓棒機(jī)的人機(jī)交互界面利用西門子的WinCC flexible進(jìn)行開發(fā)，上位機(jī)通過以太網(wǎng)與PLC300進(jìn)行通訊。由于參數(shù)設(shè)置不合理可能對(duì)設(shè)備造成損壞，所以上位機(jī)的設(shè)計(jì)必須考慮到參數(shù)的設(shè)置范圍，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)校，最終將參數(shù)范圍限制在400ms-1500ms之間，遞增幅度為10ms，且為了防止誤操作，增加了操作密碼，如圖3所示。

4、改進(jìn)效果

改進(jìn)后對(duì)設(shè)備進(jìn)行近半個(gè)月的跟蹤觀察，在通過對(duì)進(jìn)料時(shí)間的多次修改后，壓棒機(jī)的工作效率有了明顯提升，由于壓縮密實(shí)度提高，成型效果也有所提升，粉塵棒料的單次出料長(zhǎng)度可以達(dá)到改進(jìn)前的近兩倍，如圖4所示，改進(jìn)后壓棒機(jī)活塞桿每次運(yùn)動(dòng)的工作效率是之前的約兩倍，接近原機(jī)的生產(chǎn)能力水平，工作效率提升還縮短了壓棒機(jī)的工作時(shí)間，避免設(shè)備機(jī)械的疲勞磨損，從而延長(zhǎng)壓棒機(jī)的使用壽命并提高了壓棒機(jī)成型效果?！?/p>

參考文獻(xiàn)

[1]孫書芳、柴瑞娟、孫承志等.西門子PLC高級(jí)培訓(xùn)教程[M].人民郵電出版社，2011.

[2]西門子（中國(guó)）有限公司自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán).深入淺出西門子人機(jī)界面[M].北京航空航天大學(xué)出版社，2009.

[3]海心、馬銀忠、劉樹青.西門子PLC開發(fā)入門與典型案例[M].人民郵電出版社，2010.

[4]格雷伯科技有限公司.TG70、TG80型全自動(dòng)液壓式壓棒機(jī)使用說明書[Z].endprint