梁光武
摘 要：文章通过用传感器对MLCC层压机原控制系统改造，提高设备的生产效率、稳定性、可靠性从而提高产品加工合格率。
关键词：层压机；控制；PLC
前言
随着当今世界信息产业化的不断发展，就电子行业来说对电子元器件的性能、质量要求越来越高，需求也越来越多。而作为风华公司生产片式多层陶瓷电容器（MLCC）的一道关键工序——层压，层压则是将丝印后的巴块经静水压，把压力均匀送至巴块，使巴块各部分均匀受压电极层与介层彼此紧密结合，提高烧结后瓷体致密性。产品通过抽真空然后放到层压机内的水中进行层压，其设备控制系统的稳定性就是直接关系到了其产品的质量和产品性能的稳定，还要不断寻求提高层压机的生产效率来降低生产成本。因此，需要寻求稳定的控制系统来完成对设备的控制。
1 原层压机的控制系统原理
原层压机采用的都是半自动控制系统的方式来控制设备，首先利用将升降手动阀向下→气缸（缸头）向下→若水多不能到下限时→将升降手动阀向上（气缸向上）→进行人工把多的水抽出→再将缸头降落，若水少了则要把缸头升起进行加水，如此循环以上的步骤直到水量适当为至（这要一定的操作经验才能比较快的完成该步骤），→员工推动锁销手柄→锁销限位开关接通→设置数显压力表→按下启动按钮→升压电磁阀得电→增压泵开始工作→到达压力表的设定值→数显时间继电器开始工作，若过程中有泄压的现象压力低于设定值的带宽时，压力表输出进行保压，→计时结束→泄压电磁阀得电开始泄压→泄压完成→拔出锁销→升起缸头，完成一次操作过程，在整过生产循环过程中，在提高生产效率方面来看，存在较多的不足。
其一、在把握水位是否合适这一方面比较的耗时，单单升降一次就要一分钟的时间，加上人工人补水或抽水又要浪费大概四分钟；其二、员工手动推动锁销手柄无形中增加了员工的劳动强度，一个班下来要推动一百多斤的锁销十几次也是比较艰苦的。总结一下层压机控制系统，采用的都是半自动控制系统的方式来控制设备，其生产效率低下、员工的操作强度大、设备的生能未能有效的发挥，由于控制系统的不完善，从而引起的产品质量问题：产品入水报废、产品层压时间过长压裂报废、电性能不稳定、命中率低等等，使得公司的效益受到严重影响。
因此，为了提高生产效率，提高设备产能，降低操作强度对层压机进行改进，是势在必行的一项工作。（如图1）
2 分析层压机改进要求
以上分析层压机的生产效率低下主要原因为设备的自动化程度低，主要还是人手操作为主，因此，将半自动的控制系统改进成全自动的操作控制系统。
机械方面我将增加锁销气缸来代替人工来推动，如图2结构图所示，这可减轻员工的工作强度，在电气方面则在增加了两个行程开关和一个接近开关，两个行程开关主要是控制排水和加水用的，上面的一个行程开关是当缸头降落到该位置时，行程开关接通，排水阀打开，利用升降气缸向下的力和缸头自身的重力，迫使缸体内多余的水通过排水阀排出，当缸头继续降落到底部时，该行程开关断开排水停止；下面的一个行程开关则是向缸体内加水的一个小水泵，该行程开关接的是常闭触点，当缸头降落到该位置时行程开关的常闭触点断开，加水用的水泵停止向缸体内注水，若是缸头是向上升时离开行程开关的位置时，行程开关通电，水泵开始工作向缸体内重新注入水，若加水到定的容量时，水会通过缸体的回流孔流回储水缸内，这形成了一个缸体内外的水循环系统。接近开关时用来检测缸头是否到达底部，是输入PLC的以便进入下一个动作；另将锁销气缸上也要增加两个传感器（磁性开关），目的主要是检测该气缸的位置。当进行锁销时，气缸当气缸到达传感器的感应位置时，传感器输出到PLC以便一个动作，为了提高设备的安全系数充分体现以人为本的精神，我们在防护罩上特意增加了安全门的微动开关，当安全门被检测到打开时将停止升降气缸的任何动作，防止意外的发生。
3 层压机的操作要求、特点
根据现场层压机的操作要求，以及层压机的特点，将增加的层压水的循环系统控制就在外部，控制它的两个行程开关来完成如图3所示，排水阀是一个气缸，推动密封锆球进行排水及密封的，加水则是一个小水泵。当缸头在上面顶部或脱离循环水控制行程开关时，排水电磁阀失电，排水气缸常闭端输出，排水阀关闭；控制循环泵的行程开关则得电，循环水泵工作，向缸体内注入层压水，当水位到达回流孔时，则经过回流孔返回储水缸内，起到循环的目的。
当缸头下降至排水控制行程开关时，排水电磁阀得电使排水阀打开，在缸头的下降的压力下，缸体内多余的水由排水阀排出，缸头继续下降，碰到循环水泵控制行程开关时，循环水泵停止向缸体内注入层压水，缸头继续下降，当缸头下降至底部，这时排水控制行程开关失电，排水气缸常闭端输出，排水阀关闭，使缸体内形成一个密闭的工作空间。
4 层压机自动控制系统的成效
从生产效率上看大大缩短了风华员工的操作时间，而员工方便了层压的操作过程，可以做到层压完一批后立即进行下一批的层压工作，在每压一批产品中途不用像原来没改进之前，层压每一批要手工抽水或加水按了启动按钮后自动的压完一批产品出来，也不用人力的推动锁销了。工作效率的提高也使公司节约了购买机台的费用，从另一方面分析使该设备的生产效率大大地提高。
参考文献
[1]FX2n系列微型可编程控制器使用手册[M].三菱电机株式会社.
[2]层压机操作说明书[Z].
