自動導軌除銹磨光機的PLC控制系統

摘 要:本文介紹了鋼軌除銹磨光的解決方法。并采用可編程邏輯控制器控制設計了一個效率高、操作簡便、安全可靠、性能穩定、自動化程度高的自動除銹磨光機控制系統。

關鍵詞:PLC自動除銹磨光機控制系統設計

中圖分類號:TP3文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)07(b)-0140-01

前言

鐵路交通是目前主要的物流方式，隨著鐵路總里程數的增加，對鋼軌的需求量也越大。鐵路鋼軌大都采用無縫聯接，鋼軌都是先在焊軌廠內用閃光焊將幾段鋼軌接成較長的鋼軌后再運往現場鋪設。基于閃光焊接的特點——用大電流快速給鋼軌端部加溫，使鋼軌端部呈熱熔狀態以使兩段鋼軌對接，這就要求鋼軌與電極之間有良好的導電性。然而鋼軌大多存放在室外，在焊接前已經生銹，為了獲得良好的導電性，就必須給鋼軌除銹并磨光。

1 目前現狀

目前很多鋼軌廠都采用手工砂輪除銹方法。采用此法工人勞動強度大;效率極低，一個熟練工人給一根鋼軌的一端除銹大概要花上5～10min的時間;除銹的質量差，經常是除銹不均勻或磨虧鋼軌;工作環境條件差，工作現場通常是粉塵彌漫，對工人的身心健康極為不利，甚至還對周邊環境造成污染。為消除以上弊端并結合PLC設計了鋼軌頭軌、頂軌、底及端面的自動除銹磨光機。

2 解決方法

2.1 砂輪磨削方式

砂輪磨削是技術較成熟最常用的一種磨削方式。但相比于砂帶磨削，砂輪磨削效率較低。通常砂輪的寬度常用的是50mm，最寬也只能達到100mm左右。但打磨除銹的鋼軌底面的寬度范圍達到130～180mm，遠遠超過普通砂輪的寬度，要完成整個底面的除銹，磨頭必須往復運動幾次。如60kg鋼軌的頂面是一個半徑為300mm的一段圓弧，要完成這個圓弧面的打磨，磨頭的運動軌跡是條曲線，這勢必增加進給機構的復雜程度，降低整個機床的可靠性，也易造成鋼軌磨虧，而且也不易實現。

2.2 砂帶磨削方式

砂帶磨削是最近幾十年才發展起來的新興磨削方式。砂帶磨削工藝，就是將環形砂帶套在接觸輪和張緊輪的外圓上，在張緊的狀態下，使高速旋轉的砂帶表面與工件的加工表面相接觸，并在一定的壓力作用下，以產生的相對摩擦運動(切削運動)對工件進行磨削加工的一種工藝方法。

2.3 刷光輪刷光方式

采用鋼絲刷光輪刷光除銹，根據國內外使用情況，主要用于鋼軌端面的刷光除銹。

3 機床的配置及功能

3.1 機床的整體布局

該機床有軌頂砂帶磨頭、軌底砂帶磨頭、垂直端面刷光頭、機架、地車、機床防護系統、鋼軌夾緊及限位裝置、吸塵系統、液壓系統、電氣控制系統等組成。如圖1所示

其中該磨床的上、下磨頭及刷光輪的工步順序圖如圖2所示。

3.2 機床的液壓系統

如圖3所示。

3.3 該機床的總體工藝加工流程

根據控制要求，可以得出該磨床加工流程(略)。

4 I/O地址分配

根據加工工藝，可以確定出本機床所需的輸入/輸出點數。輸入器件包括:啟動按鈕，停止按鈕，2組遮擋式光電檢測傳感器，壓力繼電器2組，砂帶磨損檢測傳感器、磨頭水平方向上的行程開關各2組，鉗型電流互感器1個，垂直方向行程開關1組，限流器1個，夾盤上的接觸開關2個。輸出器件包括:磨頭電機控制繼電器，電磁閥，指示燈等。

5 軟件及部分梯形圖的設計

根據控制要求、工藝流程可以確定出該控制系統的軟件設計框圖。由于該磨床的控制過程較為復雜，現以其上、下磨頭加工的動作為例列出梯形圖。上、下磨頭的加工梯形圖

6 結語

該機床采用可編程邏輯控制器控制，機電液組成的自動控制系統，系統安全可靠，操作簡單方便。機床各動作采用液壓驅動自動完成，自動化程度高，能保證除銹質量好，且穩定。機床的適用性廣，可用于多種規格鋼軌的除銹，如75kg，60kg，50kg等。自投入使用以來獲得了較好的經濟效益。

參考文獻

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[2]陳立定、吳玉香、蘇開才編．電氣控制與可編程控制器，北京:機械工業出版社，2004.

[3]魯遠棟編．PLC機電控制系統應用設計技術．北京:電子工業出版社，2007，7.