一种全自动卧式金属碎屑成形机的研制

邢艳

摘要：为快速回收数控机床机加过程中产生的碎屑，设计了一种全自动卧式金属碎屑成形机。介绍金属碎屑成形机的机械结构设计和自动控制系统设计思路，总结该机的工作过程及主要作用，为提高碎屑收集及加工利用效率提供参考。

关键词：碎屑成形；卧式；设计；控制系统

中图分类号：TG39 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2016）03-0028-02

碎屑是数控机床机加过程中产生的一种废料。当今的数控机床自身都具备一套板链式传送装置，将机加过程中产生的碎屑及时输送到出料口，落入废料收集车内。某车间单台数控铣床每天产生的碎屑量可达2 t，落料时既影响数控车间环境和车间的6S管理工作模式开展，又增加了人工运送废料的工作量。为有效解决此问题，中航高新科技有限公司设计了一种全自动卧式金属碎屑成形机。

1 卧式金属碎屑成型机设计简介

金属碎屑成型机是将金属碎屑通过液压机高压直接冷压成形的机械设备。整个过程不需要加热、添加剂或其他工艺，根据设计的模具形状将碎屑压制成1～4 kg的圆柱块或方块。压制的产品密度高、质量好，能有效减少碎屑存储空间，方便运输和回收利用，提高废弃资源回收利用率，避免资源的浪费，提升机加车间现场管理水平。

金属碎屑成形机的主要特点有：1） 主机采用铸钢件构造，刚性好、稳定性强、运行平稳，能够有效延长设备使用寿命。2） 采用先进PLC液压传动技术，科技含量高、自动化程度高、工作效率高。3） 液压泵站结构设计紧凑，专业的集成阀块装置和独特的油路设计使液压系统布局合理，实现连续正常工作，大大提高工作产量。4） 配置的冷却系统确保设备不会因为油温过热而无法正常生产，提高设备安全性。5） 设备结构集成度高，采用卧式结构，液压系统置于设备底部，有效降低重心，增加设备运行稳定性，并减少噪音。6） 设备设计有切削液（油）回收系统，可用于干、湿加工方式生产的设备，应用广泛。

2 卧式金属碎屑成型机结构设计

卧式金属碎屑成型机是卧式结构，液压设备与PLC结合实现压力、行程、速度以及自动循环工作控制。料斗连接数控机床出料口，碎屑由料斗直接进入压屑空间，主压缸一次压制成形，自动推块，自动卸料。全自动卧式金属碎屑成型机的结构见图1。

卧式金属碎屑成型机的工作过程详见图2。

3 卧式金属碎屑成型机自动控制系统设计

该设备自动控制系统包括电气硬件部分和操作控制部分，其中，电气硬件部分由PLC、触摸屏、微断路器、接触器、接近开关等组成；操作控制部分由触摸屏和软件控制系统（STEP7）等组成。自动化控制系统上采用西门子公司配套的自动化软件STEP 7 MicroWIN+WinCC flexible。

3.1 控制功能

根据工艺要求设计2种控制模式：1） 自动模式是设备的主要运行方式。初始参数设置锁定后，设备按照程序设定的运行顺序工作。2） 手动模式主要是在调试、检修设备时使用。

2种控制模式可自由切换，急停按钮用于设备发生故障时快速停机。

3.2 显示功能

整个控制系统由登录界面、操作界面、报警界面、调试界面、生产厂商（帮助）等组成，详见图3。

4 结论

应用PLC控制的全自动金属碎屑成形机，集碎屑自动压制成形、故障自动报警、成品自动卸料等多种功能于一体，投资费用少，性能良好，工作可靠，可改善工作环境、提高废品利用率、降低工人劳动强度。

参考文献

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