層壓機控制系統的改進

摘 要：文章通過用傳感器對MLCC層壓機原控制系統改造，提高設備的生產效率、穩定性、可靠性從而提高產品加工合格率。

關鍵詞：層壓機；控制；PLC

前言

隨著當今世界信息產業化的不斷發展，就電子行業來說對電子元器件的性能、質量要求越來越高，需求也越來越多。而作為風華公司生產片式多層陶瓷電容器（MLCC）的一道關鍵工序——層壓，層壓則是將絲印后的巴塊經靜水壓，把壓力均勻送至巴塊，使巴塊各部分均勻受壓電極層與介層彼此緊密結合，提高燒結后瓷體致密性。產品通過抽真空然后放到層壓機內的水中進行層壓，其設備控制系統的穩定性就是直接關系到了其產品的質量和產品性能的穩定，還要不斷尋求提高層壓機的生產效率來降低生產成本。因此，需要尋求穩定的控制系統來完成對設備的控制。

1 原層壓機的控制系統原理

原層壓機采用的都是半自動控制系統的方式來控制設備，首先利用將升降手動閥向下→氣缸（缸頭）向下→若水多不能到下限時→將升降手動閥向上（氣缸向上）→進行人工把多的水抽出→再將缸頭降落，若水少了則要把缸頭升起進行加水，如此循環以上的步驟直到水量適當為至（這要一定的操作經驗才能比較快的完成該步驟），→員工推動鎖銷手柄→鎖銷限位開關接通→設置數顯壓力表→按下啟動按鈕→升壓電磁閥得電→增壓泵開始工作→到達壓力表的設定值→數顯時間繼電器開始工作，若過程中有泄壓的現象壓力低于設定值的帶寬時，壓力表輸出進行保壓，→計時結束→泄壓電磁閥得電開始泄壓→泄壓完成→拔出鎖銷→升起缸頭，完成一次操作過程，在整過生產循環過程中，在提高生產效率方面來看，存在較多的不足。

其一、在把握水位是否合適這一方面比較的耗時，單單升降一次就要一分鐘的時間，加上人工人補水或抽水又要浪費大概四分鐘；其二、員工手動推動鎖銷手柄無形中增加了員工的勞動強度，一個班下來要推動一百多斤的鎖銷十幾次也是比較艱苦的。總結一下層壓機控制系統，采用的都是半自動控制系統的方式來控制設備，其生產效率低下、員工的操作強度大、設備的生能未能有效的發揮，由于控制系統的不完善，從而引起的產品質量問題：產品入水報廢、產品層壓時間過長壓裂報廢、電性能不穩定、命中率低等等，使得公司的效益受到嚴重影響。

因此，為了提高生產效率，提高設備產能，降低操作強度對層壓機進行改進，是勢在必行的一項工作。（如圖1）

2 分析層壓機改進要求

以上分析層壓機的生產效率低下主要原因為設備的自動化程度低，主要還是人手操作為主，因此，將半自動的控制系統改進成全自動的操作控制系統。

機械方面我將增加鎖銷氣缸來代替人工來推動，如圖2結構圖所示，這可減輕員工的工作強度，在電氣方面則在增加了兩個行程開關和一個接近開關，兩個行程開關主要是控制排水和加水用的，上面的一個行程開關是當缸頭降落到該位置時，行程開關接通，排水閥打開，利用升降氣缸向下的力和缸頭自身的重力，迫使缸體內多余的水通過排水閥排出，當缸頭繼續降落到底部時，該行程開關斷開排水停止；下面的一個行程開關則是向缸體內加水的一個小水泵，該行程開關接的是常閉觸點，當缸頭降落到該位置時行程開關的常閉觸點斷開，加水用的水泵停止向缸體內注水，若是缸頭是向上升時離開行程開關的位置時，行程開關通電，水泵開始工作向缸體內重新注入水，若加水到定的容量時，水會通過缸體的回流孔流回儲水缸內，這形成了一個缸體內外的水循環系統。接近開關時用來檢測缸頭是否到達底部，是輸入PLC的以便進入下一個動作；另將鎖銷氣缸上也要增加兩個傳感器（磁性開關），目的主要是檢測該氣缸的位置。當進行鎖銷時，氣缸當氣缸到達傳感器的感應位置時，傳感器輸出到PLC以便一個動作，為了提高設備的安全系數充分體現以人為本的精神，我們在防護罩上特意增加了安全門的微動開關，當安全門被檢測到打開時將停止升降氣缸的任何動作，防止意外的發生。

3 層壓機的操作要求、特點

根據現場層壓機的操作要求，以及層壓機的特點，將增加的層壓水的循環系統控制就在外部，控制它的兩個行程開關來完成如圖3所示，排水閥是一個氣缸，推動密封鋯球進行排水及密封的，加水則是一個小水泵。當缸頭在上面頂部或脫離循環水控制行程開關時，排水電磁閥失電，排水氣缸常閉端輸出，排水閥關閉；控制循環泵的行程開關則得電，循環水泵工作，向缸體內注入層壓水，當水位到達回流孔時，則經過回流孔返回儲水缸內，起到循環的目的。

當缸頭下降至排水控制行程開關時，排水電磁閥得電使排水閥打開，在缸頭的下降的壓力下，缸體內多余的水由排水閥排出，缸頭繼續下降，碰到循環水泵控制行程開關時，循環水泵停止向缸體內注入層壓水，缸頭繼續下降，當缸頭下降至底部，這時排水控制行程開關失電，排水氣缸常閉端輸出，排水閥關閉，使缸體內形成一個密閉的工作空間。

4 層壓機自動控制系統的成效

從生產效率上看大大縮短了風華員工的操作時間，而員工方便了層壓的操作過程，可以做到層壓完一批后立即進行下一批的層壓工作，在每壓一批產品中途不用像原來沒改進之前，層壓每一批要手工抽水或加水按了啟動按鈕后自動的壓完一批產品出來，也不用人力的推動鎖銷了。工作效率的提高也使公司節約了購買機臺的費用，從另一方面分析使該設備的生產效率大大地提高。

參考文獻

[1]FX2n系列微型可編程控制器使用手冊[M].三菱電機株式會社.

[2]層壓機操作說明書[Z].