【正文】 。 (c)接通變速油路進油電磁閥。 變速過程敘述如下 : (1)拔銷。 (3)裝刀、卸刀。 ， 滑枕銑頭主軸運行有三種工作狀態(tài) :啟動、點動、變速。按照主軸驅(qū)動電機類型劃分， 有直流主軸和交流主軸。 橫梁上升運動工作原理 橫梁上升運動的條件 :沒有任何進給運動和主軸運動 ； 橫梁上升運動的要求 :不允許設(shè)置按鈕自鎖 (既按下按鈕時橫梁移動 ,松開按鈕時 橫梁停止 ),以保證安全 ! 按下橫梁上升按鈕 SBz 后 ,完成如下動作 :橫梁液壓泵 MZ 啟動 ,當(dāng)壓力正常時 ,壓力開關(guān)SPIA 閉合 ,使橫梁放松電磁閥 Yvg 得電 ,橫梁放松 。 8)左側(cè)銑頭進 給控制 。細分為如下 12個功能模塊。程序結(jié) 構(gòu)分析和設(shè)計的基本任務(wù)就是以模塊化程序為前提，以系統(tǒng)功能要求為依據(jù)，按照相對 獨立的原則，將全部應(yīng)用程序劃分為若干個“軟件模塊”。 PLC 的工作環(huán)境是工 業(yè)現(xiàn)場，在工業(yè)現(xiàn)場的檢測信號是多種多樣的，有模擬量，也 有開關(guān)量， PLC 就以這些現(xiàn)場的數(shù)據(jù)作為對被控對象進行控制的信息。系統(tǒng)首先必須滿足功能上的要求，包括將許多設(shè)備集成在一起， 又必須花最少的時間來設(shè)計、實施和試運行，同時要保證系統(tǒng)運行的安全和精確性。完善的接地系統(tǒng)是 PLC 控制系統(tǒng)抗電磁干擾的重要措施之一。交流線與 直流線、輸入線與輸出線最好分開走線。 在 PLC 控制系統(tǒng)中，電源占有極重要的地位。接地系統(tǒng) 混亂對 PLC 系統(tǒng)的干擾主要是各個接地點電位分布不均，不同接地點間存在接地電位 差，引起接地環(huán)路電流，影響系統(tǒng)正常工作。 由信號引入千擾會引起 I/O 信號工作異常和測量精度大大降低，嚴(yán)重時將引起元器件損 傷。由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣，供電電力線路相當(dāng)于一個接 收天線，它將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應(yīng)電壓和電流。 工業(yè)現(xiàn)場的干擾通常都是以脈沖的形式進入系統(tǒng)，主要渠道有以下三種 :空間干擾、 供電系統(tǒng)干擾和過程通道干擾。 10) PLC 輸入接口 /右側(cè)、左側(cè)移動控制原理圖 。 2) PLC 輸入接口 /電機保護信號原理圖 。電源單元選擇 C200HWPA204S，備有 24VDC 輸出端子，電源單元負責(zé)向 CPU 機架和擴展 I/0 機架提供電源。聯(lián)系工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)輸入和操作輸出 。 CPU 模塊是可編程控制器的核心模塊，它主要由微處理器和存儲器兩部分組成。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用。 (2)模擬量控制。可編程控制器應(yīng)用領(lǐng)域從小到大，實現(xiàn)了從單體設(shè)備簡單控制到勝 任運動控制、過程控制及集散控制等各種任務(wù)的跨越。 根據(jù)電阻標(biāo)稱值，選擇 R14=0. 47k Q , R13=lOk Q。工作臺伺服驅(qū)動器給定電阻計算示意圖見圖 。熔斷器主要用于交流或直流用電設(shè)備的過載或 短路保護 。 又如 :工作臺伺服變壓器 TC5的容量為 25kVA，其原邊額定電流 1e為 1e=P /U, =25x103/380= 查《正泰集團電器產(chǎn)品總匯》，工作臺變壓器電源空氣開關(guān) QF010 選擇額定電流為 80A 的 DZ47100 型空氣開關(guān)。 選擇原則 :根據(jù)三相交流電機的額定電流和啟動電流選擇。 又因滑枕、溜板、左側(cè)和右側(cè)伺服驅(qū)動器的額定電流為 30A，查表 ，選擇截面 積為 4mm 的銅導(dǎo)線。 15)滑枕銑頭液壓電機 :。 7)總液壓潤滑泵電機 :。導(dǎo)線的截面積根據(jù)流過導(dǎo)線電流的 大小計算選擇。伺服電機確定后，根據(jù)電機電流值和生產(chǎn)廠家提供的伺服驅(qū)動器產(chǎn)品數(shù)據(jù)，選擇額定輸出電流為 100A 的伺服驅(qū)動器。 圖 工作臺進給控制回路圖 在圖 中，交流接觸器 KM101 用于控制伺服驅(qū)動器的三相 200V 交流供電，伺服驅(qū)動器所需的 24V 直流電壓，由直流穩(wěn)壓電源供電。 電源供電控制回路硬件設(shè)計 PLC 電源供電控制回路見圖 圖 電源供電控制回路圖 由于交流電網(wǎng)中存在大量的諧波、高頻干擾等，所以對交流電源供電的控制裝置和電子電氣 設(shè)備，都應(yīng)采取扼制來自交流電源干擾的措施。當(dāng)滾輪沿機床導(dǎo)軌滾動時，帶動動片同時轉(zhuǎn)動，在光電接收器上就可以接收到明暗相間的干涉條紋，經(jīng)整形放大后形成相位相差 90 度的 A、 B脈沖串，經(jīng)過譯碼，將 A、 B脈沖換成與位移量相對應(yīng)的數(shù)字，供操作人員觀看。此次電氣系統(tǒng)改造中所選用的數(shù)顯測量儀的分辨率為 。 選用 PLC 實現(xiàn)機床所有動作的邏輯控制 選用 PLC 實現(xiàn)機床所有動作 的邏輯控制。 直流伺服系統(tǒng)的主要特點 1）以精確的檢測裝置組成速度和位置的閉環(huán)控制。近幾十年來，新技術(shù)革命，特別是微電子技術(shù)與計算機技術(shù)的飛速進步，使伺服系統(tǒng)如虎添翼的飛速發(fā)展，其應(yīng)用幾乎遍及社會的各個領(lǐng)域。 （ 3）伺服系統(tǒng)要具有足夠的傳動剛性和高的速度穩(wěn)定性。與進給伺服一樣，主軸伺服經(jīng)歷了從普通三相異步電動機傳動到直流主軸傳動。具體在數(shù)控機床 中，伺服系統(tǒng)接收數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的位移、速度指令，經(jīng)變換、放調(diào)、與放 大后，由電動機和機械傳動機構(gòu)驅(qū)動機床坐標(biāo)軸、主軸等，帶動工作臺及刀架等，通過軸的聯(lián)動使刀具相對工件產(chǎn)生各種復(fù)雜的機械運動，從而加工出用戶所要求的的工件。速度調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器各一只 ，靠 運算放大器實現(xiàn)，電流調(diào)節(jié)器的輸出放大器由三極管 組成，移向觸發(fā)器環(huán)節(jié)是由三極管構(gòu)成的正弦波移向觸發(fā)器。該龍門銑床具有高精度的銑、鉆、鏜、削等操作。第四章介紹了 PLC 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計與調(diào)試，詳細描述了用可控編程控制器進行控制系統(tǒng)的設(shè)計，按照模塊化的編程思路編制了液壓控制、橫梁升降控制、工作臺移動控制、滑枕銑頭主軸控制、溜板進給控制、滑枕銑頭進給控制、排屑機 /冷卻泵控制 和 報警處理等 PLC 控制系統(tǒng)功能模塊并調(diào)試成功。 國外機床的改造與翻新是近期發(fā)展起來的一個新興產(chǎn)業(yè)，在先進國家已經(jīng)形成了一定的市場規(guī)模。新機床設(shè)計中帶來的技術(shù)、方案風(fēng)險在大修改造中幾乎不存在。根據(jù)國際該行業(yè)的記載，即使將原機床的結(jié)構(gòu)性能進行徹底改造升級，也只需花費購買新機床 60%左右的價格 。而在對主要生產(chǎn)的各類軸承的企業(yè)來說更是 對產(chǎn)品的精度要求嚴(yán)格，特別是在近年來風(fēng)電行業(yè)的迅速發(fā)展，風(fēng)電軸承的市場需求量越來越大，各個風(fēng)電軸承制造企業(yè)更是競爭激烈，以質(zhì)量求發(fā)展，以精度求生存的道理風(fēng)靡全球！現(xiàn)代制造行業(yè)的發(fā)展，對銑床有了更多更高的要求、實現(xiàn)更快更有效的生產(chǎn)。尤其是 70 年代以后，微處理機的數(shù)字控制系統(tǒng)和自動換刀系統(tǒng)在銑床上得到應(yīng)用，擴大了銑床的加工范圍，提高了加工精度與效率。銑床除能銑削平面、溝槽、輪齒、螺紋和花鍵軸外，還能加工比較復(fù)雜的型面，效率 較刨床高，在機械制造和修理部門得到廣泛應(yīng)用。 在電氣控制系統(tǒng)中，故障的查找于排除是非常困難的，特別是在繼電器接觸式控制系統(tǒng)，由于定期開展線路觸點多、線路復(fù)雜、故障率高、檢修周期長，給生產(chǎn)與維護帶來諸多不便，嚴(yán)重地影響生產(chǎn)。這些諸多因素都需要對機床進行大修及數(shù)控化升級改造。 2）性能更穩(wěn)定。 6）可以更快的獲取更新的更實用的備件。 第一章是緒論，主要介紹了課題的研究背景和機床技術(shù)改造行業(yè)的產(chǎn)生和發(fā)展。 Z軸導(dǎo)軌 裝設(shè)于龍門架上。 XQ2021 目前采用的直流調(diào)速系統(tǒng)是我國 70 年代技術(shù)的驅(qū)動器。增加數(shù)顯測量儀系統(tǒng)。根據(jù)系統(tǒng)使用的電機，進給伺服可細分為步進伺服、直流伺服、交流伺服及支線伺服。 數(shù)控機床的最高運動速度、跟蹤及定位精度、加工表面質(zhì)量、生產(chǎn)率及工作可靠性等技術(shù)指標(biāo)，主要由伺服系統(tǒng)的動態(tài)和靜態(tài)性能決定，數(shù)控機床的故障也主要出現(xiàn)在伺服系統(tǒng)上，因此，是否選擇高性能和高可靠性的伺服系統(tǒng)對機床改造的成敗也起關(guān)鍵作用。勵磁繞組和電樞分別由兩個獨立的電源供電。穩(wěn)定性 是指系統(tǒng)在給定輸入或外界干擾作用下，能在短暫的調(diào)節(jié)過程后到達新的狀態(tài)或者恢復(fù)到原有的平衡狀態(tài)的特性。而數(shù)字系統(tǒng)的調(diào)整時通過改變系統(tǒng)參數(shù)實現(xiàn)的。 數(shù)顯測量儀的使用 數(shù)顯測量儀裝置 是 一種高 精度、高效率的數(shù)字顯示位移 測量儀器，由于它具有精度高、讀數(shù)直觀、 抗干擾能力強、對環(huán)境要求低及有數(shù)字信息輸出等優(yōu)點，所以被廣泛用于機械加工的位移檢測、工件尺寸測量和數(shù)控機床的位置反饋，以及其他精度測量。 本設(shè)備由于最大檢測距離為 10米，故采用光柵滾動數(shù)顯測量儀。為了充分利用伺服驅(qū)動器的自動報警功能，便于機床故障的維修，在電氣系統(tǒng)改造中還增加了故障報警顯示功能。以右 側(cè)銑頭電路舉例： 圖 在圖 中，空氣開關(guān) QF13 主要用于電機過流和過載保護。 原直流電機可產(chǎn)生的輸出轉(zhuǎn)矩 : M=(9500 x P) / n () 式中 :M—— 伺服電機額定輸出轉(zhuǎn)矩 (Nm)。 根據(jù)伺服驅(qū)動器的額定輸出電流 30A，計算伺服變壓器容量為 P， UI =200x30=6kVA 考慮到留有一定的余量選擇 的伺服變壓器。 4)右排屑電機 :。 12)右側(cè)銑頭電機 :。 根據(jù)《鋼鐵企業(yè)電力設(shè)計參考資料》的銅導(dǎo)線。 其它三相交流電機由于其額定電流均小于 10A，查表 ，都選擇截面積為 lmm2 的銅導(dǎo)線。 一般用途空氣開關(guān)的選擇 這種類型的 空氣開關(guān)主要用于用電設(shè)備和線路的過流和短路保護。同理，選擇其它交流接觸器的容量。 所有熔斷器都選用正泰集團公司的 RT 18 系列產(chǎn)品。 當(dāng)機床為點動移動時，要求電機轉(zhuǎn)速較低，約為最高轉(zhuǎn)速的 5%左右，即 VCMD 的 輸入電壓為 左右。因此，為了滿足現(xiàn)代生產(chǎn)的要求，人們自然對控制系統(tǒng)提出了更可靠、 更 經(jīng)濟、更通用、更靈活、易維護等要求 。 可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域 目前， PLC 在國內(nèi)外己廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽 車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。 PLC 能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。 一個可編程控制器系統(tǒng)的基本組成包括以下幾個部分 : (a)編程設(shè)備。 輸 入 輸出模塊是可編程控制器與現(xiàn)場設(shè)備連接的接口。掃描周期與用戶程序的長短和掃描速度有關(guān) 。 PLC 輸入輸出接口控制原理圖的設(shè)計 根據(jù) XA2130x100 4 龍門銑床電氣技術(shù)改造方案，要求改造完成后機床所有被控 部件的控制由 PLC 完成。 7) PLC 輸入接口 /滑枕銑頭變速控制原理圖 。因此，要提高 PLC 控制系統(tǒng)的 可靠性，抗干擾能力是整個系統(tǒng)的可靠運行的關(guān)鍵。 (b)來自電源的干擾。 與 PLC 控制系統(tǒng)連接的各類信號傳輸線，除了傳輸有效的各類信息之外，總會有 外部干擾信號侵入。正確的接地，既能抑制干 擾的影響，又能抑設(shè)備向外發(fā)出干擾 。 (e)來自 PLC系統(tǒng)內(nèi)部的干擾 主 要函系統(tǒng)內(nèi)部元器件及電路間的相互電磁輻射產(chǎn)生， 如邏輯電路相互輻射及其對模擬電路的影響，模擬接地與邏輯接地的相互影響及元器件 間的不匹配使用等。 PLC 不能 與高壓電器安裝在同一開關(guān)柜內(nèi)，在柜內(nèi) PLC 應(yīng) 遠離動力線。另外，采用低通濾波器 可以有效地抑制電源高次諧波。不接地時，應(yīng)在 PLC 側(cè)接地 。對于控制系統(tǒng)的整體功能要求，可以通過硬件的途徑、軟件的途徑或者軟硬 件結(jié)合的途徑來實現(xiàn)。 I/0 信號及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計為 PLC 程序編程提供了重要的依據(jù) 。 XA2130x1004 龍門銑床電氣改造 PLC 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計原理圖 PLC 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計采用模塊化的功能設(shè)計，不同的模塊完成不同的功能。 5)左側(cè)銑頭轉(zhuǎn)動控制 。 PLC 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計原理如圖 所示： 橫梁升降運動控制 橫梁升降運動 PLC 控制程序圖 橫梁升降運動 PLC 控制程序見圖 。 滑枕銑頭主軸運動控制 滑枕銑頭主軸運動 PLC 控制程序框圖 滑枕銑頭主軸運動控制包括滑枕銑頭主軸轉(zhuǎn)動控制和滑枕銑頭主軸變速控制主軸轉(zhuǎn)動PLC 控制程序框圖見圖 ?；磴婎^主軸變速的三個變速電磁閥、拉刀電磁閥、拔銷 電磁閥、變速進油電磁閥安裝在滑枕頂部。若沒有進給運動時，主軸瞬時停止。變速油缸活塞帶動變速齒輪沿花鍵軸滑動，以達到不同的變速齒輪的組 合，從而實現(xiàn)主軸變速的動作，根據(jù)變速電磁閥通電的不同組合，組成主軸 18 級轉(zhuǎn)速 (參 見表 滑枕銑頭主軸轉(zhuǎn)速表 )。 (d)接通拔銷機構(gòu)的電磁閥，從而開始拔銷動作。上、中、下表示變速齒輪在上面、中間、下面三個 位置。 主軸點動由單獨的微型電機 (M42)進行拖動，用安裝在滑枕銑頭箱體上的點動按鈕 (SB44, SB45)可進行操作，主軸點動時，接通點動電磁離合器 (YC1)，通過它帶動主軸。 滑枕銑頭主軸運動條件 :刀具己夾緊、不在橫梁升降期間、液壓和潤滑系統(tǒng)正常。