1、概述

   特種變壓器控制柜的表面鋁板，需要在其表面磨出圓形連續花紋，類似魚鱗狀，從而使其表面具有統一、美觀、裝飾性的效果。原來采用手工加工的方式，一般是利用搖臂鉆床或臺鉆，夾上專用磨頭，一個工人壓下磨頭，另一個人工送料，逐個逐行磨削。由于人工操作，磨頭壓力不均勻，位移送料間距不準確等原因，加工的質量難以保證，效率也很低，影響生產的正常進行，前不久，我們試用可編程控制器PLC和機械傳動裝置研制了一臺自動磨花機，已獲得成功。

2、工藝設備方案

   2.1 在一張長2.44米寬1.22米的薄鋁板上，均勻地磨出直徑約50毫米的花紋，相互交錯，排列整齊，呈現魚鱗狀。根據這一要求，這臺設備需要的工藝方案是：上板→壓緊→磨削→松開→位移→壓緊→ → →循環進行→完成整個板的磨花加工。在這個工藝過程中，磨頭壓力均勻，位移節拍一致是關鍵的因素。

   2.2 為了完成以上工藝工程，設備主體結構由四個部分組成（見圖1）：龍門架、橫梁、小車（工作臺）和小車架。橫梁帶動磨頭在龍門架中上下運動，小車在小車架上按照一定的節拍（步）水平移動。橫梁上分2排安裝28個磨頭，2個1.0KW的電機驅動磨頭同向旋轉。

3 、工藝流程

   待磨花加工的板材，一般是0.75-1.2mm的薄鋁板，首先由工人放在小車上，起動小車，小車則向左移動，當運行到加工區后，碰到限位開關，小車停止，準備開始磨削。此時，橫梁下降，氣缸壓緊鋁板，28個磨頭開始磨削，延時一段時間，第一道磨削完成，此時被磨削出2排每排14個園型花紋。

   磨削第2道時，氣缸松開，橫梁上升，橫梁碰到上限限位開關后，經過PLC控制，使小車向左移動一個節拍的距離（44mm），然后停止。橫梁下降……繼續重復第一道工序的過程。以后，周而復始，逐行磨削，直到將一整塊板磨完，小車碰到左限位開關為止。最后，由人工將鋁板從小車上卸下來，再退回到原位。

4、 PLC機型選擇

   4.1 輸入輸出點數

   PLC控制系統的輸入信號包括，操作臺的手動控制輸入，小車左右限位開關，橫梁上下的限位開關，氣缸壓緊松開的上下限位開關，現場按鈕，故障報警的輸入等。共計8個點。PLC的控制負載，主要有以下幾類：磨頭電機2臺，小車工作臺行走電機1臺，橫梁升降氣缸電磁閥，壓緊鋁板氣缸電磁閥，信號指示燈及報警負載等，共計8點。

   4、2 PLC選型

   定了輸入輸出點以后，還要進行PLC的選型。鑒于本系統輸入輸出點數不多，設備要求體積小布置緊湊，要將控制系統安裝在設備內含的控制箱中，我們選用日本松下電工（NAiS）FP0系列小型PLC。該系列PLC是模塊式的結構，配置組合非常靈活，體積小巧，功能強大。運行速度快，使用梯形圖編程，完全滿足控制要求。主機CPU型號為FP0-C16T，AFP02343,I/O=8/8晶體管輸出型.控制系統I/O。

5 系統設計

   5.1板材定位的設計

   在小車工作臺裝上被加工的鋁板之后，人工起動行走電機，當小車運行到起始位置時，碰到起始定位行程開關，行走電機停止，橫梁下降，氣缸壓緊。

   5.2 步進位移的設計

   由于被加工的鋁板是裝飾性的，對于步進的位移誤差要求并不十分嚴格。一般控制在44±2mm以下即可。為了使結構簡化，采用PLC時間繼電器控制時間來實現。如果要求步長更加精確，則可以選擇旋轉編碼器與PLC高速計數器來實現。

   5.3 軟件的設計

   根據加工工藝的要求，首先確定各個動作的先后次序和相互關系，然后用布爾代數的方法，寫出PLC各個輸入輸出信號間的邏輯關系，再由邏輯關系轉為梯形圖。程序分為手動和自動兩部分，手動控制用于，設備調試和故障處理。正常時，運行自動控制程序。

   在程序編輯過程中，使用松下電工中文編程軟件PCWAY,在PC機或手提電腦上直接用梯形圖編程，在調試時用手提電腦和專用電纜進行修改，使之滿足工藝要求。松下FP0-PLC的輸入輸出點都有LED顯示，在加入信號后，逐一核對輸出動作的執行情況。在調試階段，機械傳動和運行機構應注意潤滑，以免減少噪聲和磨損。

6、 結束語

   本文介紹的自動磨花機，軟硬件設計，結構合理，小巧緊湊，可靠性高，易于操作和維修。

   經過幾個月的連續生產使用，設備的各項技術性能指標均達到了預期要求，大大提高了工作效率，降低了成本。該機已成功應用于海南金盤特種變壓器廠。