基于PLC的注蜡机控制的应用

王明岩

（山东省东营市东胜铸业有限责任公司 ，山东 东营 257067）

1 注蜡机的控制功能概述

系统的基本控制要求是：模具的左部分安装在动模扳上，模具的右部分安装在静模板之上。当点动启动按钮后，控制器控制电磁阀使得动模板移动，安装在模板上的模具被合拢在一起，此时注蜡系统开始工作，液态蜡液通过一个挤压器被挤入模具中。通过对模具的降温处理，最终使得蜡模在模具中冷却成型，最终制得蜡模。

2 系统的结构及液压回路

2.1 系统的结构构成

注蜡机由合模机构、注蜡机构构成：

(1)合模机构：用于安装模具的左右两部分。由左右模板、导向机构、位移传感器、合模油缸构成，通过电磁阀对合模缸的油路进行控制。

(2)注蜡机构：由一个注蜡油缸和储蜡缸构成的蜡液挤出机构构成，通过电磁阀控制注蜡油缸的动作，来控制蜡液的挤出。

(3)顶出机构：由顶出油缸和安装在油缸顶端的工装构成，通过电磁阀进行动作的控制，在每个注蜡动作完成后，将制作完成的蜡件顶出。

(4)补蜡机构：由补蜡油缸、吸蜡器和单向阀构成，负责在注蜡机构注蜡完成后，通过吸、挤的方式给注蜡机构供给蜡液。

2.2 系统液压回路系统

注蜡机的主要液压回路如下图所示，当点动启动按钮后，动模板以设定的速度向静模板移动。当模具的左部分和右部分逐渐合拢在一起，系统通过安装在液压回路里的压力传感器感知到压力骤增后，控制器控制电磁阀给予系统高压力，使其达到预先的设定的高压力。而后系统通过电磁阀换向和液控单向阀的配合使得合模部分保持高压力，而系统其它部分压力下降到预先设定的低压力。

在模具充型过程中注蜡油缸和射嘴油缸配合完成模具注射过程。充型完成后顶出油缸开始动作，顶出充型完成的蜡件，并对蜡道进行清理。储存在储蜡装置中的蜡液通过与补蜡油缸相连接的吸蜡挤蜡装置被提起，并最终被压缩到与注蜡油缸相连接的注蜡装置中，以备使用。

3 控制系统的设计

3.1 控制系统主要元器件的选型

本系统在合模板下压过程中需根据下落的高度控制合模板的运动速度和压力，在本系统中，我们选用GEFRAN磁致伸缩传感器作为合模板位置的检测元件。

磁致伸缩位移传感器，是利用磁致伸缩原理、通过两个不同磁场相交产生一个应变脉冲信号来准确地测量位置的。由于这个应变机械波脉冲信号在波导管内的传输时间和活动磁环与电子室之间的距离成正比，通过测量时间，就可以高度精确地确定这个距离。由于输出信号是一个真正的绝对值，而不是比例的或放大处理的信号，所以不存在信号漂移或变值的情况，更无需定期重标。作为确定位置的活动磁环和敏感元件并无直接接触，因此传感器可应用在极恶劣的工业环境中，不易受油渍、溶液、尘埃或其它污染的影响。由于敏感元件是非接触的，就算不断重复检测，也不会对传感器造成任何磨损，可以大大地提高检测的可靠性和使用寿命。

3.2 PLC的I/O表和PLC的I/O接线图(如下图)

3.3 PLC的程序设计

(1)合模板动作：合模板在复位状态下，动板在最左端。当按下自动运行，系统启动后，1Y1接通，系统的压力控制阀开启，系统工作在设定的高压力状态。此时6Y1接通，动板开始向静板移动，在两板合拢后，系统压力增加，压力继电器SQ1检测压力到达设定压力后SQ1接通，压力控制阀1Y1断电，系统压力释放，到达预设的低压力。而合模部分在液控单向阀的作用下使得高压力得以保持。当射蜡动作完成后泄压阀通电，合模部分压力释放，动模板左移到设定位置。

(2)注蜡动作：模具的两部分合拢在一起之后，开始对模具内腔进行注蜡操作，首先4Y2动作，射嘴与模具入蜡口接合。延时2s后2Y1动作注蜡开始，到达工艺设定时间后，完成注蜡动作，2Y2、4Y1接通射嘴退回，注蜡缸回到初始位置，然后，3Y1通电，顶出油缸开始顶出蜡模，到达设定时间后，3Y2通电，顶出油缸回退，回到初始位置。

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(3)挤蜡动作：在注蜡动作完成后，注蜡缸中的蜡液被用完，为了保证系统的工作连续性，挤蜡缸应立即开始工作，通过5Y1和5Y2间歇性通断电，补蜡油缸带动补蜡活塞完成上下的往复运动，使得蜡液从挤蜡缸被快速的转移到注蜡缸。

结语

在精密铸造行业中，蜡型的尺寸精度直接影响到最终产品的尺寸精度，所以在注蜡工序中使用注蜡机的成型能力就显得尤为重要。本装置可大大提高注蜡的稳定性，同时有效提高了工作效率，减少了工人劳动强度，具有较高的推广价值。

[1]姜不居.熔模精密铸造[M].机械工业出版社，2004(4).

[2]徐世许，宫淑贞，彭涛，可编程控制器应用指南-编程·通信·联网[M].电子工业出版社，2007.

[3]OMRON CP1L CPU单元 编程手册.OMRON公司[Z].

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