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台达机电产品在砌块成型机上的应用

中达电通股份有限公司
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中达电通南京公司                    吴志飞  吴秀军
 
摘  要: 本文在介绍砌块机工艺原理的基础上,讨论台达机电产品的砌块机自动化集成应用,包括触摸屏HMI、可编程控制器PLC、变频器产品和简要展望砌块机行业的自动化发展方向。
关键词: 建筑材料   砌块机  制砖机  HMI  PLC  变频器 
 
1引言
    由于建筑行业的迅猛发展,对于各种型号的砖构件需求量日益加大。用于建筑业的砖构件原材料粘土日益减少,而且土地回生能力很弱,原先制砖对土地支持消耗巨大;并且实心红砖产品型号单一,难以满足各种场合的应用要求。国家已出台文件将在近几年关闭所有实心粘土烧制砖的砖窑,以砌块成型砖取而代之。再加上砌块成型砖在质量上较之于传统的烧制砖有明显的优势,成型速度也很快,而且是自然干燥,因此将成为未来制砖行业的主流。本文结合台达机电自动化产品的集成应用项目介绍砌块成型机自动化原理。
 
2 砌块机的机械结构及工作原理
2.1工艺流程(图1)

              图1砌块机工艺流程
2.2 主体结构
    砌块机主要包括4部分:液压系统、;主机(主要包含机体、布料小车、模头、模箱、模具、振动箱、配料箱等);出砖输送带;电控柜,如图2所示。

                        图2 砌块成型机整体
    (1)液压系统。液压系统主要功能在于控制模头、模箱的升降,因为液压的平稳加压,使设备能保持稳定,不会有太大冲击。有的机型还用液压系统控制振动电机(即油泵电机),以此来取代普通电机,解决了普通电机经常会烧毁的问题。
 
    (2)主机。主机整个机架由焊工焊接而成(图3)。其中模具采用线切割加工工艺制造,保证砌块砖光滑无毛刺,尺寸精准;对于振动电机,原客户使用普通电机,由于频繁起停,经常造成电机烧毁,虽然经过多次改造,亦不能解决根本问题,于是采用了油泵振动电机,此举解决了电机烧毁的问题,但又出现漏油的弊端。而利用变频器的限流来保护电机,效果明显,但因成本问题存在推广难度。
 


      图3 砌块成型机主机
 
    (3)出砖输送带(图4)。出砖部分主要功能是将成品砖送离砌块机。扫灰电机的作用主要是将落在成品砖上的废料清理掉,这样凉干后就不会有废料粘在上面,保持砖头的清洁。

图4砌块成型机出砖输送带
 
    (4)模具(图5)。模具永远是各种成型机械的关键组件。砌块机模具首先通过精确的计算机CAD设计,然后由高精度数控加工中心为核心的加工设备加工与先进的处理工艺,最后是高级工程技术人员利用丰富经验反复调试,得到型腔精度高,上下模间隙均匀一致,具有理想的硬度和使用寿命,创造出可观的经济效益。

图5砌块成型机模具
 
    (5)成品砖部分样式(图6)。选用不同的模具可以生产出不同要求的砌块形砖,适合各种场合的应用。原料配置有严格的技术要求,其中涉及自动化技术的核心问题是原料定量配比与均质及湿度配制控制,本文不做讨论。

                    图6砌块成型机成品砖
 
3 基于台达机电技术的砌块机电气自动化
    电气控制采用台达DVP60ES00T (R)可编程控制器和DOP57G(C)STD人机界面触摸屏控制,有很高的稳定性及友好的界面,容易操作。每个动作的速度和压力都可以在人机界面上设定,工序流程显示也可以显示各电机的工作状态以及各限位开关的状态,误操作提示,出错保护。本机分两种工作方式:手动、自动。在自动状态时可以设定生产模数。
 
3.1手动工作方式(图7)

        图7砌块成型机手动操作界面
    (1)手动操作程序互锁。手动操作程序各工序间设有严格互锁制约关系,可避免由于手动操作失误而引起机器损坏,并且按错按钮时人机会有相应的提示。制约关系如下:
    ·压头须在上方,模框降至下位,送料车才能前进。
    · 送料车须在后位,压头才能下降。
    ·送料车须在后位,模框才能升。
    ·模框上升到位,送板车才能起动。
    注:手动按钮全部为单键起停按钮,按一下起动,再按一次停止或到限位开关自停。在人机界面手动画面里有一标有“点动测试”的触摸键,打开时为绿底,这时互锁制约取消,此时各按钮为点动模式,方便调试机台。当各限位接近开关都好时,一定要关闭该键以恢复互锁制约,这对保护机台安全至关重要,关闭时该键为红底色。

    (2)操作参数设定(图8)。该画面主要为时间设置,通过改变设置可以改善砖头的各种性能,以满足各种客户、场合的要求。
图8砌块成型机操作参数
 
3.2 自动工作方式
    自动工作方式程序采用接近开关作为各工序行程监控和转换信号,要使成型机进入自动工作方式状态。初始状态是自动工作的运行条件。初始状态:
    (1) 压头在最上方;
    (2)模框压在底板上;
    (3)送料车、面料车在后位待料;
    (4)料门应关闭且料车、面料车要先加一模的料。
    当装置没有处在初始位置,人机界面会出现几行提示且按自动按钮或接触屏起动键无效,手动调整机台使各装置处于初始状态。按下触摸屏起动键,成型机即按设定的工艺流程工作,并且一直循环下去,直到生产出来的模数达到设定模数才会停止。
4 结束语
    砌块机自动化属于建材基础装备,台达机电为用户提供欧美品牌以外的新自动化品牌选择。中达工程师结合台达机电平台产品,有能力为设备制造商提供一体化电气自动化解决方案,赢得了客户的信赖与尊重。
 

 
 
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