基于PLC控制的自动上窑设备研究

周巧玲 舒云峰 赵修彬 刘小龙 李小艳 聂 军 徐俊杰3

（1.安徽省马鞍山工业学校；2.中钢天源股份有限公司）

永磁铁氧体器件是信息社会的物质基础之一，随着科技不断进步，永磁铁氧体器件在家电、汽车等不同行业得到广泛应用。不仅广泛应用于汽车、计算机、通讯和航空航天等工业领域，更广泛应用于到人们的日常生活中，如常见家用电器：变频冰箱、变频空调、变频洗衣机等，因此，作为各领域中电机的重要组件——高性能稀土永磁铁氧体器件的需求量得到迅猛增长［1-4］。

在瓦状永磁铁氧体器件（磁瓦）的实际生产中，磁瓦需要进行取向、压制后才会进入烧结工序。磁瓦由于含有一定的水分，在烧结过程中会因为磁瓦码放方式的不一致，导致磁瓦发生粘结或变形，从而造成磁瓦的直接报废，影响磁瓦的生产合格率。因此，在实际的烧结过程中，磁瓦均整齐排列在电窑辊道的超高温耐火板上，以此来提高磁瓦的烧结合格率。磁瓦由压型工序转运流转到烧结工序多采用人工运送。为减少运送过程中的磕碰缺损，传统的生产工艺中，在压型工序便将磁瓦整齐有序地码放在超高温耐火板上。达到一定数量后，将磁瓦和超高温耐火板一起推运至电窑旁，放上电窑辊道进入电窑烧结［5-7］。磁瓦和超高温耐火板的总质量较大，人工搬运极为劳累，且由于人工操作会导致产品缺损。针对现有问题，本研究提出了一种在电窑工序上瓦过程实现连续性、自动化上瓦的新型装置。

1 装置组成与工作原理

1.1 装置组成

电窑自动抬瓦上窑装置由基座、升降机构以及控制机构组成，其中升降机构分别与基座、控制机构连接。具体结构如图1所示。

控制机构部分包括PLC控制器和传感器，在过程中，PLC控制器与升降机构电相连接，传感器放置于升降机构上，同时与PLC控制器电相连接。

升降机构包括支撑构件、动力构件、传动构件以及升降构件，支撑构件与基座相连接，动力构件、传动构件以及升降构件分别与支撑构件相连接。

支撑构件包括第一支撑架以及第二支撑架，第一支撑架与第二支撑架相邻。

动力构件包括第一电机以及第二电机，第一电机置于第一支撑架上，第二电机置于第二支撑架上。

动力构件还包括第三电机和第四电机，第三电机置于第一升降平台上，第三电机与第一升降辊的齿轮通过链条连接传动，第四电机置于第二升降平台上，第四电机与第二升降辊的齿轮通过链条连接传动。

传动构件包括第一齿轮轴、第二齿轮轴，其中第一齿轮轴置于第一支撑架上，分别与第一电机的输出轴以及升降构件通过链条连接；第二齿轮轴置于第二支撑架上，分别与第二电机的输出轴以及升降构件通过链条连接。第一齿轮轴以及第二齿轮轴上均设置有多个同心齿轮，第一电机以及第二电机的输出轴上页设置有齿轮。

升降构件包括第一升降平台、第二升降平台、第一升降辊以及第二升降辊，第一升降平台与第一支撑架卡合，并与第一齿轮轴通过链条连接，第二升降平台与第二支撑架卡合，并与第二齿轮轴通过链条连接，第一升降辊置于第一升降平台上，第一升降辊数量为3根以上，第一升降辊一端伸出第一升降平台，另一端设有齿轮并与第一升降平台转动连接，第二升降辊置于第二升降平台上，第二升降辊数量为3根以上，第二升降辊一端伸出第二升降平台，另一端设有齿轮并与第二升降平台转动连接。

靠近第二支撑架的第一升降辊的两端下方，分别设置有传感器，传感器包括第一传感器和第二传感器，均为光电传感器，第二传感器相对于第一传感器靠近第二支撑架。

1.2 工作原理

在使用的过程中，首先调试第二升降平台的高度，使得第二升降辊表面高度与电窑辊道表面高度相同，在后续工作过程中无需调整第二升降平台的高度，第二电机无需工作。在调整完成第二升降平台的高度后，PLC控制器控制第一电机带动通过第一齿轮轴的链条带动第一升降平台下行至装有磁瓦的耐火板下方，第一升降平台带动耐火板升起，第二传感器开始工作，向第二升降辊的水平方向发射光信号，至第一升降辊与第二升降辊等高时，第二传感器的光信号被第二升降辊遮挡，第二传感器将信号变化信息发送给PLC控制器，PLC控制器控制第一电机停止工作，此时第一传感器开始工作，并向上发射光信号，第三电机和第四电机开始工作，并通过齿轮和链条的传动带动第一升降辊转动，待耐火板整体经过第一传感器的上方，第一传感器将信号变化的信息发送给PLC控制器，PLC控制器控制第三电机停止工作，第二升降辊将托盘传送至电窑辊道上，此时完成一次自动抬瓦上窑动作。

2 装置优点

电窑自动抬瓦上窑装置基座用于电窑自动抬瓦机与地面方便固定，稳定性好；装置的不同齿轮之间采用链条连接，造价低廉，使用方便，且传动效率相对较高；较多地使用光电信号传感器，使装置动作及时准确，使得整个传送过程实现连续化生产。

3 结 论

电窑自动抬瓦上窑装置通过PLC控制器来调整抬瓦上窑动作，使得磁瓦可以精确、快速地上窑。磁瓦上窑过程实现了自动化和连续化，可以大幅节省人力，减少人工上窑导致的磁瓦缺损，进而提高磁瓦的烧结合格率，在磁性材料行业中具有较好的应用前景。