Z8025冷芯盒射芯機芯盒移動機構原理、常見故障及排除方法

王平軍

（陜西金鼎鑄造有限公司，陜西 岐山 722408）

Z8025冷芯盒射芯機芯盒移動機構原理、常見故障及排除方法

王平軍

（陜西金鼎鑄造有限公司，陜西 岐山 722408）

本文重點分析Z8025冷芯盒射芯機芯盒移動機構的工作原理，常見故障及排除方法，其中對芯盒移動機構自動運行西門子PLC程序做了詳盡分析，對了解西門子程序，排除芯盒移動機構一般故障有一定的借鑒作用。

PLC程序；芯盒移動機構；故障；排除方法

CLC NO.: U469 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)03--

1、概況

芯盒移動機構是Z8025冷芯盒射芯機的一個關鍵部件，其示意圖如圖1所示，它主要由圖1中的芯盒移動油缸3、工作臺導軌4、芯盒移近到位接近開關2、芯盒移近變速位接近開關5、外導軌6、芯盒移出變速位接近開關9、芯盒移出到位接近開關8、芯盒小車7、下芯盒10、上芯盒1、圖3至圖16中的西門子PLC程序段組成，制芯時，下芯盒10裝載在芯盒小車7上，芯盒移動油缸3運動，帶動芯盒小車7從設備外運行至設備內部，到芯盒移近到位接近開關2亮時芯盒小車運行停止，小車停在工作臺上（圖略），工作臺上升至予上芯盒1合模狀態時停止，射砂機構（圖略）經過上芯盒射入混好的樹脂砂，射砂完畢后，射砂機構移出，吹氣機構（圖略）經過上芯盒1向芯盒中吹入100℃的三乙胺與壓縮空氣的混合氣體，吹氣完畢，工作臺下降，下降到位后，芯盒小車移出，制芯工作完成。

2、液壓原理

芯盒移動機構液壓原理圖如圖2所示， 當圖1中的芯盒小車7裝在下芯盒10移進時，圖2中的三位四通電液比例換向調速閥4工作在右位，油液從三位四通電液比例換向調速閥4右位流出，經過疊加式平衡閥3流出，流出的油液分兩路，一路打開液控單向閥2，另一路進入油缸中活塞右側，推動活塞向左運行，使油缸拖動圖1中的芯盒小車7向設備內部的上芯盒下部已移進，油缸活塞左側的油液經過三位四通電液比例換向調速閥4進入油箱（圖略），從而實現芯盒移進的目的，芯盒小車移出時原理與移進相同，當圖1中的芯盒小車7移進或移出到位時，三位四通電液比例換向調速閥4處于中位，左位與右位比例電磁鐵失電，液控單向閥2關閉，油缸右腔中的油壓低于平衡閥3的設定壓力，油缸停止運動，芯盒移出時，疊加式平衡閥3作用調節壓力，起到調節小車速度的作用，調節方法是手動調節平衡閥3的開度大小，從而達到調節小車速度的目的，芯盒移出時平衡閥3的作用是在回油路上形成背壓，起到緩沖作用，防止形成液壓沖擊，手動調節平衡閥3開度大小可以達到調節背壓壓力的作用，三位四通電液比例換向調速閥4是通過從界面（圖略）設定芯盒速度，進而設定比例閥功率放大器5電壓大小，使三位四通電液比例換向調速閥4開度大小得以調節，從而達到控制芯盒小車運行速度的目的，三位四通電液比例換向調速閥4的功率放大器5電壓范圍是0V至10V，0V時開度最小，10V時開度最大，此時圖1中的芯盒小車7速度最大，速度設定為4位16進制數，速度設定范圍是1000至FFFF（對應十進制數65535）,FFFF對應功率放大器10V電壓。圖2中的液控單向閥2、疊加式平衡閥3、三位四通電液比例換向調速閥4、功率放大器5均是日本油研公司產品。

3、PLC控制原理

芯盒移動程序控制采用德國西門子PLC程序控制，具體如下：

如圖3、圖4所示，芯盒移進時，在按鈕站上把“手動/自動”旋鈕旋轉至“手動”檔位，開啟油泵，轉動旋鈕，按“工作位”按鈕，此時圖3中的輔助繼電器M100.3觸點閉合，由于此時圍屏門左右前門處于開到位狀態，因此常開觸點I10.1、I10.4閉合，這時中間繼電器Q12.7得電，圖2中的三位四通電液比例換向調速閥4右位電磁鐵線圈得電，該比例調速閥4工作在右位，芯盒小車移進。芯盒移出時，轉動旋鈕，按“原位位”按鈕，此時圖4中的輔助繼電器M100.4觸點閉合，由于此時圍屏門左右前門處于開到位狀態，因此常開觸點I10.1、I10.4閉合，這時中間繼電器Q12.6得電，圖2中的三位四通電液比例換向調速閥4左位電磁鐵線圈得電，該比例調速閥4工作在左位，芯盒小車移出。

3.2 芯盒小車速度控制

芯盒小車在運行時分為低速運行與高速運行，從而實現芯盒小車的“慢、快、慢”運行步調，具體如下：

（1）芯盒移進與移出速度符號的區分：

如圖5所示，為了區分圖1中的芯盒小車7移進與移出，規定芯盒移出速度符號為正，芯盒移進速度符號位負，為了實現此功能，圖5中引入了補碼指令，在按鈕站界面（圖略）上設定小車移進低速速度大小時，設定的4位16進制數進入圖5中的MW28地址位。在按鈕站界面（圖略）上設定小車移進高速速度大小時，設定的4位16進制數進入圖5中的MW30地址位，不管自動運行還是手動運行，I0.0常閉觸點與常開觸點均有一個閉合接通，整數補碼器均處于啟動狀態，MW28、MW30中的4位16進制取反，分別輸出給地址位MW60、MW62，此時該兩個地址位中存儲的速度值為負，從而達到區分芯盒移進與芯盒移出速度的目的。設定好芯盒小車速度后，接下來就是把各地址位中的速度值經過數模轉換器DA（圖略），在小車開始運行時，在各快或慢運行狀態下數模轉換器DA把4位16進制速度值轉換為電壓模擬信號，經過圖2中的功率放大器放大后給圖2中的三位四通電液比例換向調速閥4電磁鐵線圈，從而達到調節小車速度的目的。

除了體重，你的身高和書本大小也是選購書包的參照標準。你挑選的書包需要有足夠的空間來裝書和文具，在符合條件的書包中，最好選擇小一點兒的。通常情況下，書包的寬度應該小于你的身體寬度。把書包背上身后，書包底端應該在腰以上10厘米處，而不是耷拉在屁股上；書包頂端應該低于你的頭。作為6～9歲的中低年級小學生，你的書包大小在39厘米左右比較適宜。

（2）芯盒小車速度清零

如圖6所示，在芯盒小車停止狀態，中間繼電器Q12.6（芯盒移出）、Q12.7（芯盒移進）常閉觸點處于閉合狀態，這時經過MOVE傳送指令，把十六進制0傳送給PQW370，PQW370經過數模轉換器DA（圖略），把0值賦給圖2中的功率放大器5，使功率放大器輸出電壓為0V，使圖2中的三位四通電液比例換向調速閥4起始電壓為零，這時該閥左右兩端線圈電壓為0V，處于完全關閉狀態，保證芯盒小車可靠停止。

（3）芯盒小車低速與高速的控制：

如圖8所示，芯盒小車處于移進低速位分為兩個狀態，一個狀態是圖1中芯盒小車7在起點開始移進運行時的狀態，此時芯盒移出變速位接近開關9接通閃亮，小車以低速開始移動，另一個狀態是圖1中的芯盒小車7快速運行至芯盒小車移進變速位接近開關5接通閃亮時的狀態，此時小車由高速轉換為低速。在這兩個狀態下，圖11中接近開關I4.5或I4.6接通閉合，中間繼電器Q12.7觸點閉合，MOVE傳送指令啟動，把地址位MW60中的4位16進制低速速度值給外設輸出地址位PQW370，PQW370中的數值經過擴展模塊即數模裝換器DA（圖略）和圖2中的功率放大器5后輸出給圖2中的三位四通電液比例換向調速閥4的電磁鐵線圈，從而控制芯盒小車速度。芯盒移進狀態高速位如圖7所示，這時圖1中芯盒小車7處于芯盒移進變速位接近開關5與芯盒移出變速位接近開關9之間，接近開關5、9均熄滅，I4.5、I4.6長常閉觸點閉合，此時Q12.7芯盒移進中間繼電器得電，觸點閉合，這樣，MOVE傳送指令啟動，把地址位MW62中的4位16進制高速速度值給外設輸出地址位PQW370，PQW370中的數值經過擴展模塊即數模裝換器（圖略）和圖2中的功率放大器5后輸出給圖2中的三位四通電液比例換向調速閥4的電磁鐵線圈，從而控制芯盒小車速度。

芯盒移出低速與高速速度值大小控制原理與芯盒移進相同，如圖8所示，不再討論。

3.3 芯盒小車自動運行PLC控制

如圖9所示，按下自動啟動按鈕I0.0，啟動MOVE傳送指令，把數值1賦值于MW116，即移位寄存器的每次需要移動位數，同時程序自動運行，自動運行程序如圖10所示，M115.1輔助繼電器閉合，下頂芯降，當下頂芯降到位后延時500毫秒后，T40定時器觸點閉合，啟動圖11中的移位寄存器（SHL-DW），移位寄存器左移，輔助繼電器M115.1斷開，輔助繼電器M115.2觸點閉合，中間繼電器Q12.7得電，常開觸點閉合，芯盒自設備外起始位向移進，這時，圖1中起始位的的芯盒移出變速位接近開關9由于閃亮，其常開觸點I4.6閉合，圖7中MOVE傳送指令啟動，把MW60內預先設定的低速速度值傳送給PQW370，再經過數模轉換器DA（圖略）和功率放大器傳送給圖2中的三位四通電液比例換向調速閥4的電磁鐵線圈，芯盒小車慢速運行。芯盒小車繼續移進，越過圖1中的接近開關9，接近開關9熄滅，其常開觸點斷開，常閉觸點閉合，此時，由于芯盒小車還沒有到達圖1中的上芯盒1正下方，圖1中的接近開關5也處于熄滅狀態，其常閉觸點I4.5處于閉合狀態，這樣，圖中的MOVE傳送指令啟動，把MW62中預先設定的小車高速速度值賦值給PQW370，再經過數模轉換器DA（圖略）和功率放大器傳送給圖2中的三位四通電液比例換向調速閥4的電磁鐵線圈，芯盒小車由慢速移進轉換為快速移進。當芯盒小車移進到圖1中上芯盒1下方，到接近開關5閃亮時，其常開觸點I4.5閉合，常閉觸點斷開，圖10中的移位寄存器啟動移位，M115.2觸點斷開，輔助繼電器M115.3常開觸點閉合，這時，由圖3可以看出，Q12.7繼續保持得電狀態，同時啟動圖7中的慢速運行MOVE傳送指令，把MW60內預先設定的低速速度值傳送給PQW370，再經過數模轉換器（圖略）和功率放大器傳送給圖2中的三位四通電液比例換向調速閥4的電磁鐵線圈，同時I4.5常閉觸點斷開切斷圖7中的MOVE快速傳送指令，使其停止運行，芯盒小車由快速狀態轉換為慢速運行狀態。芯盒小車移進到位后，圖1中的芯盒移近變速位接近開關2閃亮，I4.4常開觸點閉合，常閉觸點斷開，圖3中的定時器T92啟動，延時500毫秒后T92動作，常開觸點閉合，常閉觸點斷開，切斷Q12.7電路，使Q12.7失電，芯盒小車停止運行，這時，由于T92常開觸點閉合，I4.4常開觸點閉合，輔助繼電器M115.3閉合，M111.0得電，其常開觸點閉合，啟動圖11中的移位寄存器移位，M115.3觸點斷開，自動程序進入下一個動作，程序運行至芯子制好后芯盒小車裝載芯子移出時，圖10中的輔助繼電器M113.7觸點閉合，這時，圖4中的中間繼電器Q12.6得電，圖2中的三位四通電液比例換向調速閥4線圈得電，芯盒小車開始移出，這時由于圖1中的接近開關5閃亮，I4.5常開觸點閉合，常閉觸點斷開，圖8中的MOVE傳送指令啟動，把MW32中的十六進制低速速度值賦給PQW370，小車慢速運行，原理與芯盒移進原理相同，當圖1中的接近開關5熄滅時，I4.5常閉觸點閉合，這是由于還沒移出到位，圖1中的接近開關9也處于熄滅狀態，I4.6常閉觸點也閉合，圖8中的MOVE快速傳送指令被啟動，，把MW34中的高速速度值賦給PQW370，小車由慢速轉為快速，原理與移進相同，芯盒繼續快速移出，直到圖1中的接近開關9閃亮時，I4.6常開觸點閉合，圖10中的輔助繼電器M111.0得電，其常開觸點閉合，啟動常圖11中移位寄存器動作移位，圖4中輔助繼電器M113.7觸點斷開，M112.0輔助繼電器觸點閉合，圖4中芯盒移出中間繼電器Q12.6繼續保持得電狀態，同時，圖8中MOVE慢速傳送指令運行，把MW32中設定的低速數值賦給PQW370，小車由快速轉換為慢速，小車移出到位時，圖1中的接近開關8閃亮，I4.7常開觸點閉合，常閉觸點斷開，圖4中的定時器T91啟動，延時100毫秒后定時器動作，常開觸點閉合，常閉觸點斷開，切斷圖4中中間繼電器Q12.6的電路，使其失電，小車停止運行，同時，由于T91常開觸點閉合，M112.0觸點閉合，圖10中的輔助繼電器M111.0得電，其常開觸點閉合，啟動圖11中的移位寄存器使其移位，這樣，圖10中的輔助繼電器M112.0觸點斷開，輔助繼電器M112.1觸點閉合，下頂芯升起，升起到位后T48定時器延時50毫秒，觸點閉合，人工取芯，圖8中的移位寄存器動作移位，M112.1觸點斷開，輔助繼電器M112.2觸點閉合，圖12中MOVE傳送指令啟動，把數值1賦給MW114(圖11中移位寄存器要移的數雙字MD112的的低字)，把數值0賦給MW112（圖11中移位寄存器要移的數雙字MD112的高字），圖11中的移位寄存器置1復位，這樣整個自動程序停止運行，按下自動啟動按鈕，圖,9中MOVE傳送指令運行，程序進入下一個循環。

4、常見故障及排除方法

4.1 小車慢速無法實現

（1）應檢查比例閥，比例閥閥芯磨損嚴重就應更換，若臟就需清洗比例閥，同時檢查油箱油液，油液太臟時需換油；

（2）檢查功率放大器是否完好，若有故障需維修或更換；

（3）檢查速度設定是否合理；

4.2 芯盒移動油缸漏油

檢查油缸密封圈，磨損嚴重應更換，同時檢查活塞桿彎曲程度，彎曲程度大就需校直活塞桿；

4.3 工作臺升時，芯盒小車上的下芯盒與設備內的上芯盒占在一起，使油缸活塞桿彎曲變

形，活塞桿密封圈損壞漏油：

更換密封圈，校直油缸活塞桿，并檢查上下芯盒有無油污，若有必須清理；

4.4 芯盒移動無動作

（1）檢查接近開關是否可靠；

（2）檢查比例閥是否磨損嚴重形成油液內泄；

（3）檢查比例閥的功率放大器有無輸出電壓，若無檢查其是否完好；

（4）檢查其他連鎖條件是否滿足，并檢查PLC數模轉換器有無輸出；

4.5 芯盒移動不穩，有沖擊

（1）檢查油管接頭有無漏油，進入空氣，若有需擰緊接頭，同時油缸打開放氣螺釘排氣；

（2）檢查油箱油量是否不足造成空氣進入油缸，若不足需加油并排除液壓系統中的空氣；

（3）調節平衡閥，使油有一定背壓壓力，形成緩沖，若平衡閥失靈，需清洗、維修或更換平衡閥；

4.6 運行中上芯盒突然掉落在芯盒小車上

PLC可能發熱產生誤動作，應經常檢查配電柜換氣扇，壞了應及時維修或更換，防止氣溫過高時因配電柜通風不暢造成PLC過熱誤動作，同時進入設備內部維修或保養時關閉油泵，以防止誤動作。

5、結束語

芯盒移動機構是Z8025冷芯盒射芯機的一個關鍵部件，比例閥的好壞直接影響著芯盒移動機構乃至整個機器的運行，因此，比例閥需定期清洗，油箱中的油液需定期化驗，成分發生變化時就需更換液壓油，以防止對比例閥造成危害，比例閥制作周期長，最好庫存備件。

[1] 《LHS2010樹脂混砂系統使用說明書》，濟南優茵科信鑄造機械工程有限公司.

[2] 《LHS2010樹脂混砂系統PLC程序》，，濟南優茵科信鑄造機械工程有限公司.

[3] 《西門子300指令（1）》，Foxit reader 3.0.

Z8025 cold box core core box moving mechanism principle, common troubles and troubleshooting

Wang Pingjun
(Shaanxi Jinding Casting Co., Ltd., Shaanxi Qishan 722408）

This paper focuses on the working principle of Z8025 cold box core core box moving mechanism, common troubles and trouble shooting methods, which on the core box moving mechanism of automatic running SIEMENS PLC program to do a detailed analysis, to understand the SIEMENS program, has the certain model function to exclude box moving mechanism of general fault.

PLC program；Core box moving mechanism；Fault；The elimination method

U469

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1671-7988(2015)03--

王平軍，就職于陜西金鼎鑄造有限公司。