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使用PLC如何解决在x6132万能铣床控制中出现的问题

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供稿:中国工控网 2016/6/15 15:21:31

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  • 关键词: x6132万能铣床
  • 摘要:铣床是一种高效率的铣削加工机床,可用来加工各种表面、沟槽和成形面等;装上分度头以后,可以加工直齿轮和螺旋面;装上回转圆形工作台则可以加工凸轮和弧形槽。铣床的应用范围很广,在金属切削机床中铣床的数量仅次于车床。

  1. x6132万能铣床在使用传统继电接触控制是会出现哪些问题

对于万能铣床复杂的控制要求,若采用传统继电接触控制的方法,会碰到这么几个问题:1)设计难度大;2)控制电路接线复杂;3)使用到的元器件多,电路可靠性差;4)初学者不容易理解和掌握。

1.1 x6132万能铣床的控制要求

下面的控制要求包含多个基本控制环节,如:正反转控制、顺序控制、两地控制、冲动控制、制动控制和联锁保护环节(包含了多个联锁)。其中有些控制和联锁还要配合机械控制才能实现。  

1)主运动和进给运动之间,没有速度比例协调的要求,所以主轴与工作台各自采用单独的笼型异步电动机拖动。

  2)主轴电动机是在空载时直接起动,为完成顺铣和逆铣,要求有正反转。可根据铣刀的种类来选择转向,在加工过程中不必变换转向。

  3)为了减小负载波动对铣刀转速的影响,以保证加工质量,主轴上装有飞轮,其转动惯量较大。为提高工作效率,要求主轴电动机有停车制动控制。一般采用机械抱闸制动。

  4)工作台的纵向、横向和垂直三个方向的进给运动由一台进给电动机拖动,三个方向的选择由操纵手柄改变传动链来实现,每个方向有正反向运动,要求有正反转。同一时间只允许工作台向一个方向移动,故三个方向的运动之间应有联锁保护。

  5)为了缩短调整运动的时间,提高生产率,工作台应有快速移动控制,X62W 型铣床是采用快速电磁铁吸合来改变传动链的传动比而实现的。

  6) 使用回转工作台时,要求回转工作台旋转运动与工作台的上下、左右、前后三个方向的运动之间有联锁保护控制 ,即回转工作台旋转时,工作台不能向其他方向移动 。

  7) 为适应加工的需要,主轴转速与进给速度应有较宽的调节范围。X62W 型铣床是采用机械变速的方法,改变变速箱传动比来实现的。为保证变速时齿轮易于啮合,减小齿轮槽面的冲击,要求变速时有电动机冲动(短时转动控制)。

  8)根据工艺要求,主轴旋转与工作台进给应有联锁控制,即进给运动要在铣刀旋转之后才能进行,加工结束必须在铣刀停转前停止进给运动。

  9) 冷却泵由一台电动机拖动 供给铣削时的冷却液。

  10)为操作方便,应能在两处控制各部件的起动停止。

 

为此,下面介绍采用 PLC 的控制方式来实现上述x6132万能铣床电气控制要求,在此基础上还加入了对电路故障的诊断。

  2、 PLC 的选择和硬件电路设计

  在设计时选择的是日本三菱公司的 FX2N-48MR-001 型可编程控制器。该控制器有 48 个输人输出口,其中输入 24 个,输出 24 个。该控制器的结构为输入输出一体化组件型结构, 安装和调试比较方便,且具有较快的输入响应速度,并可以进行 I/O 口扩展。

  为实现上述x6132万能铣床电气控制及故障诊断要求。需要 PLC 的输人信号包括 6 个按钮、5 个行程开关、5 个选择开关、3 个热继电器输入信号,共计 19 个。而 PLC 的输出控制信号包括 3 个电磁离合器、5个继电器、6 个指示灯,共 14 个,具体的 I/O 分配如表 1 所列。

  该 PLC 的 I/O 通道分配可根据其控制对象的特点和控制要求,将 I/O 的输入输出口与相应的电气设备相连,从而达到控制和检测的目的。完成 I/O 口地址分配后,即可进行 PLC 硬件设计。

  3、PLC 梯形图设计

根据 x6132万能铣床控制要求 PLC 梯形图的设计如图 1 所示。在用 PLC 进行设计的过程中.运用了 2 个辅助继电器来简化梯形图设计。在编制程序的过程中,充分考虑了系统的安全性,因而在梯形图中采用了有互锁功能的设计,并且在 PLC 外部分别串联了 KM2、KM3 常闭触点来实现 KM2、KM3 的互锁控制,从而提高了整个机床控制系统运行的可靠性。程序设计中将不同控制方式的程序分别编写,这样可根据工作方式来选择开关以决定执行哪行程序,从而使程序结构更清晰.编程更方便。

 

  4、故障诊断设计

  在被控设备工作正常的情况下,控制系统的各个输入、输出信号和内部继电器的信号之间都会存在确定的逻辑关系。本控制器使 PLC的逻辑功能并通过编程来实现报警。硬件中的左右行程开关,如果同时闭合,就会形成逻辑错误输出报警.以表示左右行程开关中有需要维修的部件。最终通过逻辑运算实现行程开关、电机、接触器等故障报警功能。

  可编程控制器用于x6132万能铣床控制系统,既具有微机控制的一系列优点,又能够克服继电接触器控制的不足之处。表现在:稳定性好,可靠性高。采用高集成度器件制造的 PLC,它与外部电路均经过光电隔离,具有很强的抗干扰能力;控制灵活。PLC 采用存储器逻辑,其控制逻辑以程序方式存储在内存中,要改变控制逻辑,只需改变程序即可,而且,PLC 中每只软继电器的触点数无限制,因此具有很强的灵活性和扩展性;PLC 具有自诊断程序,每次使用都能自行检查,发现故障立即停机。

  实践证明,通过把 PLC 控制技术应用于各种机床控制系统,大大提高了机床控制系统的可靠性和故障诊断的效率,同时也提高了设备的自动化水平和产品的质量。PLC 正改变着工厂自动控制的面貌,对传统的技术改造、发展新型工业具有重大的实际意义。
 

 


审核编辑(王雪)
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