维普资讯 http://www.cqvip.com 设计与研究ＤｅＳｉｇｎａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ 显示屏内表面喷涂机 控制系统的应用研究 Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｓｐｒａｙｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅ ｆｏｒ Ｉ ｎｎｅｒ Ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ Ｋｉｎｅｓｃｏｐｅ 夏 田 文怀兴 杨立军 （陕西科技大学） 摘 要：通过对ＡＤ喷涂机动作过程及与上下设备的动作协调分析，设计出采用ｏＭＲＯＮ ＣＰＭ１Ａ．４０ＣＤＲ型 构成的ＡＤ喷涂机电气控制系统，结构简单。梯形图设计合理。 关键词：ＡＤ喷涂机ＰＬＣ梯形图 成本。 １ １ 翟Ｉ古 ｌ ｉ ＡＤ（Ａｄｍｉｘｔｕｒｅ）喷涂机是彩色显像管生产线上用 于７４ｃｍＰＦ管屏在蒸铝膜后，往屏内表面铝膜上以雾状 形式交替喷涂石墨和巴利亚药液的一种设备。在早期 的生产线上，此类设备为半自动设备，即管屏需要人工 从流水线上搬到ＡＤ喷涂机平台上，每屏须人工启动 方可喷涂，而且，由于喷涂巴利亚和石墨时的速度不 同，需用电子调速来实现主传动的变速。因此，不但使 工人劳动强度增大，自动化程度低，而且继电器线路性 能不稳定，故障多，维护困难。本文应用ＯＭＲＯＮ公司 的ＣＰＭ１Ａ．４０ＣＤＲ型ＰＬＣ及松下公司的３Ｇ３ＥＶ．ＡＢ００２． ２ 工艺过程 ＡＤ喷涂是彩色显像管生产的一道关键工序。喷 枪由变频器控制的电动机所驱动的凸轮传动机构带 动，在ＸＹ平面（屏所在平面）内沿 方向摆动的同时 沿】，方向摆动，高压空气使巴利亚和石墨雾化对屏内 表面进行喷涂。由移载机（上道工序）把经过ＡＤ预热 炉预热到９０～ｌｌ０ｃＣ的管屏达到ＡＤ喷涂机的工作台 ｌ面上，管屏内表面向下，面对喷枪。此时移载机向ＡＤ 喷涂机发出“允许喷涂”信号，通过控制巴利亚和石墨 喷枪的枪针的开关阀（ＹＶ３、ＹＶ４）以及各自的雾化气阀 （ＹＶ１、ＹＶ２），实现巴利亚液和石墨液的喷涂。利用零 位检测元件以及ＰＬＣ程序，来控制一个屏喷涂的开始 与终止。整个工艺过程中须考虑上、下道工序的协调 ＣＥ型变频器对ＡＤ喷涂机进行重新设计，充分利用 ＰＬＣ和变频器的优势，设计出一种具有较高自动化、高 可靠度的自动控制系统，以提高ＡＤ喷涂机的性能，延 长电气设备的运转周期，缩短故障检修时间，降低生产 胶布缠住手柄防松，很不雅观。如果按原来的结构重 新设计加长螺纹是不可能的（受ＬＡ９快移按钮结构的 限制）。我们按图６所示的快移手柄结构进行了改进， 将Ｍ３０ Ｘ １．５ｍｍ一５Ｈ螺纹的长度加长至１５ｒａｍ，手柄材 质选为增强尼龙６，外径加大至￣３８ｍｍ，快移手柄的质 控制以及巴利亚石墨液的喷涂顺序及速度控制。 量得到改善。 图６改进后快移手柄结构 １．手柄盖２．套３．橡胶垫４按钮５于柄 第一作者：刘爱丽，大连市鞍山路３８号，大连机床 集团公司数控研究所技术部，邮编：１ １６０２２，电话： （０４ｌ１）３６３１８５１转２２４９ 图５原快移手柄结构 １．手柄盖２．按钮螺母３．按钮４．手柄 （编辑 符祚钢） （收稿日期：２００１—０４—２６） 萼； 塑８ 巷 ２００２ ￣维普资讯 http://www.cqvip.com ３控制系统主要功能 ＡＤ喷涂机控制系统的Ｉ／Ｏ分配如下表。 Ｉ／Ｏ分配表（部分备用点未列出） 控制件 Ｉｎｐｕｔ Ｏｕｔｐｕｔ 执行件 变频器（３） 自移载机 ｏｏＯ １ｏｏＯ 变频器（５） ｏｏ１ 零位信号 ｏｏ２ ｌｏｏｌ 变频器（７） 屏到位 ｏｏ３ ００４ １ｏｏ２ 运行状态 屏已到位 ｏｏ５ １ｏｏ３ 请求送屏 压力开关 ｏｏ６ 变频器错 ｏｏ７ １００４ 喷涂状态 ０１０ ｌｏｏ５ 离合器 急停 Ｏ１】 １ＯＤ６ 零位指示 自动 １ｏｏ １ｏｏ７ 屏到位灯 手动 １０１ 启动 １０２ ｌ】ｏｏ 报警指示 停止 １０３ ｌ】０１ 启动指示 复位 １０４ １１０２ 停止指示 巴利亚 １０５ １１０３ 巴利亚气 １Ｏ６ 石墨 １０７ １１０４ 石墨 石墨气 １０８ ｌ１０５ 石墨气 第二速度 １Ｏ９ １】Ｏ６ 巴利亚 离合器 １１０ １ｌ０７ 巴利哑气 ３．１ 零位检测装置对喷枪的起止位进行控制 通过零位检测装置检测喷枪是否处于零位，从而 控制喷涂过程的开始与终止。若检测装置检测喷枪未 处在零位，可按“复位”按钮，电动机通过主传动带动喷 枪运动到喷枪起止点。当检测装置检测喷枪处在零 位，方可启动自动喷涂过程。 ３．２与移载机（上、下道工序）的通信 移载机（上道工序）把管屏送到ＡＤ喷涂机的工作 台面上时，并向ＡＤ喷涂机发出“允许喷涂”（０００）信 号，ＡＤ喷涂机接收到该信号后，方可进行喷涂；当完成 一个屏的喷涂过程后，ＡＤ喷涂机向移载机（下道工序） 发出“请求送屏”（取屏）信号，当移载机得到此信号即 可执行取屏（送屏）的工作。 ３．３通过变频器控制主传动电动机转速 通过变频器控制主传动电动机转速，以满足喷涂 ｆｕｕ［耳弟ａ删 Ｄｅｓｉｇｎａｎｄ Ｒｅｓｅａ『ｃｈ设计与研究 粘度有所不同的巴利亚和石墨速度不同的要求，并对 变频器实施故障检测。 ４控制过程梯形图设计 本控制系统具有自动循环、手动、单周期工作运转 等功能。 ４．１手动程序设计 ４．１．１喷枪回零位程序设计 喷涂机自动喷涂能够启动所直具备的两个前提条 件是：第一，接到移载机向ＡＤ喷涂机发出的“允许喷 涂”信号；其次是喷枪处在零位，即喷枪处在起止位，方 可启动自动喷涂程序。喷枪回零位梯形图如图１所 不ｎ 变频器 肓合器 零位指示 １ 喷枪ｌＵ】零位梯形 喷枪回零位必须在“自动／手动”（钥匙开关）置于 “手动”位置（１０１闭合）时进行。按下“复位”按钮（１０４ 接通），接通２０００２，由２０００２同时接通主传动系统的变 频器（１０００）以及离合器（１００５）。这时，ＡＤ喷涂机主传 动系统电动机起动，喷枪在主传动系统的带动下作回 零位运动至零位。此时，零位光电检测装置（００２）检测 到喷枪处于零位，００２接通零位指示灯（１００６），并经延 时两秒钟后断开２０００２，从而离合器、变频器以及电动 机完成喷枪回零位过程。 ４．１．２各执行件手动操作 当操作面板“自动／手动”（钥匙开关）置于“手动” 位置（１０１闭合）时，还可进行以下操作：（１）巴利亚喷 枪和石墨喷枪各执行阀均可利用手动钮子开关单独动 作，以便检查各阀的动作状态以及对喷涂进行清洗； （２）离合器可以在操作面板上手动钮子开关的操纵下 维普资讯 http://www.cqvip.com 设计与研究Ｄｅｓｉｇｎａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ 单独动作，由此可检查离合器的工作情况；（３）“速度” 钮子开关可实现喷涂巴利亚和石墨时喷涂速度的切 换，以准确调整巴利亚和石墨喷涂时各自的速度。 号（０００）的控制下连续运行，这时喷涂机的各手动动作 无效。 自动循环的条件是：喷枪处在零位（喷枪零位指示 在喷涂过程中，各执行件（包括离合器、变频器、巴 利亚各控制阀、石墨各控制阀）均不可单独动作。 ４．１．３实现单周期工作运转 １００６ ＯＮ）；按“启动”按钮，设备处于“运行状态”（运行 状态指示１００２ ＯＮ），稍候（Ｔ０１１延时），“请求送屏”指 示灯亮，此时喷涂机处在待机状态；另外，当移载机把 屏送到喷涂机平台上面，并向喷涂机发来“允许喷涂” 信号，“请求送屏”指示灯灭，开始喷涂。当完成一个屏 的喷涂过程后，喷涂机向移载机发出请求取屏信号，此 时“请求送屏”指示灯亮，当移载机取走屏后，“请求送 屏”指示灯灭，经过延时（Ｔ００２）“请求送屏”指示灯又 亮，请求送下一个屏，开始下一个屏的喷涂过程。 单周期工作状态是在手动条件下以及喷枪处在零 位时进行的，自动完成一个屏的喷涂过程。该工作运 转过程是为了调整屏涂层质量而设计的，与自动循环 工作过程顺序大致相同，只是与移载机无信号交换。 在单周期工作过程中，从自动线上取屏送屏均由人工 完成。其部分梯形图如图２所示，将手动开关（ＣＯＳ１， 其ＰＣ机的输入点为１０１）和喷枪零位开关（ＰＸ１，其ＰＣ 饥的输入点为００２）的常开触点与单周期工作运转启 功开关“复位”按钮的常开触点相与。 在梯形图设计中，逻辑构成与单周期工作过程基 本类似，所不同的是：第一，所有中间继电器均采用保 持继电器（ＨＲ００００～ＨＲ０００８），使其当生产中突然失电 及来电时，喷涂机的工作状态得以保持；其次是一旦喷 涂机处于待机状态时，使喷涂机开始喷涂的条件是接 收到来自移载机的“允许喷涂”（０００）信号及“喷枪零 位”（００２）信号。 ５ 结束语 采用ＯＭＲＯＮ公司的ＣＰＭＩ一４０ＣＤＲ型ＰＬＣ控制系 统，对ＡＤ喷涂机实施控制，大大提高了生产自动化程 度，降低了操作者的劳动强度，改善了劳动条件。由于 ＰＬＣ控制的优越性能，从而降低了现场连线的工作量 以及维修的工作量，使ＡＤ喷涂机的工作可靠性得到 了很大程度的提高。经过半年来的生产运行，收到了 良好的效果。 参 考 文 献 。———— 李京学．可编程序控制器应用系统设计方法工 北京：电力Ｌ、ｆ 电子Ｌ｛』版 社、［９９５． 图２单周期工作过程的部分梯形图 第一作者：夏田，陕西省成阳市人民西路，陕西科 ４．２自动循环程序的设计 技大学机电学院，邮编：７１２０８１，电话：（０９１０）３５７４８８１， Ｅ—ｍａｉｌ：ｘｉａｔｉａｎ００１＠２１ｃｎ．ＣＯＩＩｌ 自动循环工作过程是在“自动／手动”（钥匙开关） 置于“自动”位置（１０１闭合）时进行的。此时ＡＤ喷涂 （编辑徐洁兰） 机受控于移载机，即在由移载机发来的“允许喷涂”信 ｆ收稿口期：２ｏｏｉ一０８—２１） ・书讯・ 《数控机床产品供应目录￣２００１版 定价：１２８元／册 本书共收录了国内外２０个国家的５００多家企业的数控机床产品，包括数控车床、数控镗床、数控铣床、数控 钻床、数控磨床、齿轮加工机床、加工中心、金属成形机床、特种加工机床数控系统几部分，反映了数控机床行业目 前的技术水平。本书分为国内、国外产品两部分，以表格形式介绍了产品名称、型号规格、主要技术参数、外形尺 寸、重量等，共７０００余条数据。欲购者请通过邮局把款汇至北京市望京路４号，机床杂志社收，邮编：１００１０２。 ‘１８‘ 机床 制造技誊与ｏｏ２２￣８
