李紅斌

（蘇州健雄職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 太倉 215411）

風(fēng)扇離合器硅油加注機(jī)的研究與應(yīng)用

李紅斌

（蘇州健雄職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 太倉 215411）

不同的硅油離合器需要依賴人工注射不同粘度配比的硅油。為提高灌注效率，實(shí)現(xiàn)機(jī)器換人，設(shè)計(jì)并應(yīng)用了一個(gè)自動(dòng)硅油加注系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠自動(dòng)注射不同配比的硅油，從而大大提高了硅油的注射效率和配比精度，并利用扭矩控制的方法實(shí)現(xiàn)了高粘度硅油的驅(qū)動(dòng)注射。

硅油加注機(jī)；硅油離合器；PLC控制

先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)是提升和改進(jìn)傳統(tǒng)生產(chǎn)過程的重要手段，自動(dòng)化技術(shù)的水平將直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量、成本、勞動(dòng)生產(chǎn)率。該硅油離合器生產(chǎn)企業(yè)在未進(jìn)行自動(dòng)化改造之前，注油方式為人工灌注，不但效率低，加注量也不精確。由于硅油的粘度非常大(100000～600000cps)，常規(guī)的注油方式加注時(shí)間長，加注質(zhì)量得不到保證，而且還會造成硅油的浪費(fèi)。自動(dòng)硅油加注系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用，極大地提高了硅油的注射效率和配比精度，使企業(yè)可提高生產(chǎn)效率，降低人力成本，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

1 系統(tǒng)組成及工作原理

該硅油加注機(jī)要給風(fēng)扇離合器加注不同種類的硅油，主要由機(jī)架、加注機(jī)構(gòu)、供油裝置組成，如圖1所示，加注機(jī)構(gòu)設(shè)置在機(jī)架上，由4個(gè)點(diǎn)膠閥組成，分別提供1000、10000、20000和50000CST四種粘度的硅油。該硅油加注機(jī)要給風(fēng)扇離合器加注不同種類的硅油，因此加注機(jī)構(gòu)由多個(gè)管路組成，整體呈倒三角結(jié)構(gòu)，采用此結(jié)構(gòu)可同時(shí)灌注多種硅油，并且可達(dá)到空間的利用最大化。加注機(jī)構(gòu)如圖1所示；供油裝置位于機(jī)架下后方，包括伺服驅(qū)動(dòng)氣缸，由于油桶較大不放置在機(jī)架中；加注機(jī)構(gòu)與供油裝置通過真空管路連接，供油裝置包括定量缸驅(qū)動(dòng)氣缸。通過該自動(dòng)硅油加注系統(tǒng)是硅油風(fēng)扇離合器生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，該注硅油系統(tǒng)工作過程包括自動(dòng)和手動(dòng)工作兩個(gè)過程，自動(dòng)工作時(shí)，打開電源開關(guān)，將電源開關(guān)旋向“開”檔，按下顯示器開關(guān)，打開觸摸屏界面，點(diǎn)擊“型號選擇”，在“請輸入”對話框中輸入需注油的離合器型號，系統(tǒng)自動(dòng)將不同種類的硅油配比好，顯示在界面中，操作員核實(shí)配比后，進(jìn)行試注，并校對比重，若無問題，則可以進(jìn)行風(fēng)扇離合器的硅油注射。工作時(shí)，將風(fēng)扇硅油離合器通過定位裝置進(jìn)行定位，以保證風(fēng)扇硅油離合器需要灌注的地方對準(zhǔn)加注機(jī)構(gòu) 。供油裝置一次提供定量硅油，通過加注機(jī)構(gòu)上的加注頭對風(fēng)扇硅油離合器進(jìn)行硅油加注。

圖1 加注機(jī)構(gòu)實(shí)物圖

2 控制系統(tǒng)方案

控制系統(tǒng)選用歐姆龍的可編程邏輯控制器對其功能動(dòng)作進(jìn)行控制，并采用工業(yè)觸摸屏來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制、參數(shù)設(shè)置與工作狀態(tài)及內(nèi)部參數(shù)顯示。該系統(tǒng)主要是對不同硅油進(jìn)行配比注射，為保證配比精度，注射控制采用PLC控制伺服電機(jī)，伺服電機(jī)通過減速器與精密齒輪泵連接來控制硅油的注射量?？刂葡到y(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖2所示。在首次試驗(yàn)中，我們未選取行星減速器，直接用電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪泵，結(jié)果對于大粘度的硅油，未能驅(qū)動(dòng)。

3 元器件選擇

不同粘度的硅油對齒輪泵產(chǎn)生的阻力不同，粘度越大，所需的驅(qū)動(dòng)力矩就越大，因此，合理的選擇電機(jī)得到匹配輸出扭矩尤為重要。根據(jù)硅油的粘度不同，該系統(tǒng)中選用了兩個(gè)型號的伺服電機(jī)，分別為信捷MS-130ST-M10015A-41P5和MS-80ST-M02430A-20P7。PLC的選擇根據(jù)系統(tǒng)控制對象的輸出點(diǎn)數(shù)及輸入點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)，并考慮一定的余量，選用歐姆龍XC5-32RT-C型PLC，觸摸屏控制選用12寸工業(yè)平板電腦，兼容性強(qiáng)，并可安裝組態(tài)軟件便于維護(hù)?？刂葡到y(tǒng)中用到的主要元器件如表1所示。

表1 控制系統(tǒng)的主要元器件列表

4 控制軟件設(shè)計(jì)

（1）組態(tài)設(shè)計(jì)。人機(jī)界面包括主界面、手動(dòng)控制界面、自動(dòng)控制界面、型號選擇及報(bào)警界面。自動(dòng)控制界面中顯示了各種硅油的實(shí)時(shí)注射量，操作者的工號、當(dāng)前加注的產(chǎn)品型號，并記錄當(dāng)前加注產(chǎn)品的數(shù)量，便于產(chǎn)量的統(tǒng)計(jì)，如圖3自動(dòng)控制界面所示。在自動(dòng)控制畫面中還可以對加注產(chǎn)品的型號進(jìn)行選擇，當(dāng)選擇好型號后自動(dòng)生產(chǎn)需要加注的硅油數(shù)量，無需手動(dòng)輸入。手動(dòng)工作過程，需要使用者對電機(jī)的速度、產(chǎn)品型號、每一種硅油的配比手動(dòng)輸入，一般是用于新產(chǎn)品的注硅油調(diào)式中，若調(diào)式成功后，可記錄該產(chǎn)品型號所需的硅油配比。下次再使用中則無需手動(dòng)輸入（圖4）。

圖2 控制系統(tǒng)圖

圖3 自動(dòng)控制界面

圖4 手動(dòng)控制界面

（2）PLC程序設(shè)計(jì)。自動(dòng)注硅油系統(tǒng)的控制程序使用主程序和子程序編程，包括主程序及手動(dòng)控制子程序、自動(dòng)控制子程序和故障報(bào)警顯示子程序，程序結(jié)構(gòu)清晰明了便于修改。主程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的運(yùn)行、停止等，自動(dòng)控制子程序包括了后臺數(shù)據(jù)庫的

讀取、實(shí)時(shí)液位的顯示等，故障報(bào)警子程序?qū)崿F(xiàn)了液位報(bào)警等功能。

5 結(jié)語

自動(dòng)硅油加注系統(tǒng)是通過“伺服電機(jī)+行星減速器”控制精密齒輪泵的方式增大啟動(dòng)扭矩，實(shí)現(xiàn)了多種高粘度硅油的驅(qū)動(dòng)注射，自動(dòng)化程度高，加注量精確。該系統(tǒng)在實(shí)際的生產(chǎn)實(shí)踐中性能良好，很大程度上提高了硅油的注射效率和配比精度。

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U463.212

A

1671-0711（2016）12（下）-0154-02

江蘇省高校機(jī)電一體化技術(shù)品牌專業(yè)建設(shè)工程資助項(xiàng)目（PPZY2015B188）。