基于PLC的注蠟機控制的應用

王明巖

（山東省東營市東勝鑄業有限責任公司 ，山東 東營 257067）

1 注蠟機的控制功能概述

系統的基本控制要求是：模具的左部分安裝在動模扳上，模具的右部分安裝在靜模板之上。當點動啟動按鈕后，控制器控制電磁閥使得動模板移動，安裝在模板上的模具被合攏在一起，此時注蠟系統開始工作，液態蠟液通過一個擠壓器被擠入模具中。通過對模具的降溫處理，最終使得蠟模在模具中冷卻成型，最終制得蠟模。

2 系統的結構及液壓回路

2.1 系統的結構構成

注蠟機由合模機構、注蠟機構構成：

(1)合模機構：用于安裝模具的左右兩部分。由左右模板、導向機構、位移傳感器、合模油缸構成，通過電磁閥對合模缸的油路進行控制。

(2)注蠟機構：由一個注蠟油缸和儲蠟缸構成的蠟液擠出機構構成，通過電磁閥控制注蠟油缸的動作，來控制蠟液的擠出。

(3)頂出機構：由頂出油缸和安裝在油缸頂端的工裝構成，通過電磁閥進行動作的控制，在每個注蠟動作完成后，將制作完成的蠟件頂出。

(4)補蠟機構：由補蠟油缸、吸蠟器和單向閥構成，負責在注蠟機構注蠟完成后，通過吸、擠的方式給注蠟機構供給蠟液。

2.2 系統液壓回路系統

注蠟機的主要液壓回路如下圖所示，當點動啟動按鈕后，動模板以設定的速度向靜模板移動。當模具的左部分和右部分逐漸合攏在一起，系統通過安裝在液壓回路里的壓力傳感器感知到壓力驟增后，控制器控制電磁閥給予系統高壓力，使其達到預先的設定的高壓力。而后系統通過電磁閥換向和液控單向閥的配合使得合模部分保持高壓力，而系統其它部分壓力下降到預先設定的低壓力。

在模具充型過程中注蠟油缸和射嘴油缸配合完成模具注射過程。充型完成后頂出油缸開始動作，頂出充型完成的蠟件，并對蠟道進行清理。儲存在儲蠟裝置中的蠟液通過與補蠟油缸相連接的吸蠟擠蠟裝置被提起，并最終被壓縮到與注蠟油缸相連接的注蠟裝置中，以備使用。

3 控制系統的設計

3.1 控制系統主要元器件的選型

本系統在合模板下壓過程中需根據下落的高度控制合模板的運動速度和壓力，在本系統中，我們選用GEFRAN磁致伸縮傳感器作為合模板位置的檢測元件。

磁致伸縮位移傳感器，是利用磁致伸縮原理、通過兩個不同磁場相交產生一個應變脈沖信號來準確地測量位置的。由于這個應變機械波脈沖信號在波導管內的傳輸時間和活動磁環與電子室之間的距離成正比，通過測量時間，就可以高度精確地確定這個距離。由于輸出信號是一個真正的絕對值，而不是比例的或放大處理的信號，所以不存在信號漂移或變值的情況，更無需定期重標。作為確定位置的活動磁環和敏感元件并無直接接觸，因此傳感器可應用在極惡劣的工業環境中，不易受油漬、溶液、塵埃或其它污染的影響。由于敏感元件是非接觸的，就算不斷重復檢測，也不會對傳感器造成任何磨損，可以大大地提高檢測的可靠性和使用壽命。

3.2 PLC的I/O表和PLC的I/O接線圖(如下圖)

3.3 PLC的程序設計

(1)合模板動作：合模板在復位狀態下，動板在最左端。當按下自動運行，系統啟動后，1Y1接通，系統的壓力控制閥開啟，系統工作在設定的高壓力狀態。此時6Y1接通，動板開始向靜板移動，在兩板合攏后，系統壓力增加，壓力繼電器SQ1檢測壓力到達設定壓力后SQ1接通，壓力控制閥1Y1斷電，系統壓力釋放，到達預設的低壓力。而合模部分在液控單向閥的作用下使得高壓力得以保持。當射蠟動作完成后泄壓閥通電，合模部分壓力釋放，動模板左移到設定位置。

(2)注蠟動作：模具的兩部分合攏在一起之后，開始對模具內腔進行注蠟操作，首先4Y2動作，射嘴與模具入蠟口接合。延時2s后2Y1動作注蠟開始，到達工藝設定時間后，完成注蠟動作，2Y2、4Y1接通射嘴退回，注蠟缸回到初始位置，然后，3Y1通電，頂出油缸開始頂出蠟模，到達設定時間后，3Y2通電，頂出油缸回退，回到初始位置。

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(3)擠蠟動作：在注蠟動作完成后，注蠟缸中的蠟液被用完，為了保證系統的工作連續性，擠蠟缸應立即開始工作，通過5Y1和5Y2間歇性通斷電，補蠟油缸帶動補蠟活塞完成上下的往復運動，使得蠟液從擠蠟缸被快速的轉移到注蠟缸。

結語

在精密鑄造行業中，蠟型的尺寸精度直接影響到最終產品的尺寸精度，所以在注蠟工序中使用注蠟機的成型能力就顯得尤為重要。本裝置可大大提高注蠟的穩定性，同時有效提高了工作效率，減少了工人勞動強度，具有較高的推廣價值。

[1]姜不居.熔模精密鑄造[M].機械工業出版社，2004(4).

[2]徐世許，宮淑貞，彭濤，可編程控制器應用指南-編程·通信·聯網[M].電子工業出版社，2007.

[3]OMRON CP1L CPU單元 編程手冊.OMRON公司[Z].

[4]OMRON CP1H CPU單元 操作手冊.OMRON公司[Z].