雙面鉆孔組合機(jī)床控制系統(tǒng)分析及設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2025-08-03 23:45本頁面
【正文】 gh mechanical sliding table equipped with horizontal drilling power head. It solves the existing special drilling machine.Key words: PLC。 Combination machine tools。并采用PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法, 進(jìn)行了軟硬件設(shè)計(jì),根據(jù)雙面鉆孔組合機(jī)床的電氣控制要求，本文設(shè)計(jì)了以PLC為核心的主控制系統(tǒng)，系統(tǒng)闡述了控制系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計(jì)過程，并編寫出PLC控制程序的梯形圖和指令表,通過上位計(jì)算機(jī)可對(duì)機(jī)床的現(xiàn)場狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控和對(duì)工作參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，從而使系統(tǒng)工作達(dá)到最佳狀態(tài)。使整個(gè)控制系統(tǒng)的操作變得簡單、方便，大大提高了系統(tǒng)的自動(dòng)化程度和實(shí)用性。初期，各機(jī)床制造廠都有各自的通用部件標(biāo)準(zhǔn)。在我國，組合機(jī)床的科研和生產(chǎn)都具有相當(dāng)?shù)幕A(chǔ)，應(yīng)用也已深入到很多行業(yè)。組合機(jī)床未來的發(fā)展將更多的采用調(diào)速電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠等傳動(dòng)，以簡化結(jié)構(gòu)、縮短生產(chǎn)節(jié)拍；采用數(shù)字控制系統(tǒng)和主軸箱、夾具自動(dòng)更換系統(tǒng)，以提高工藝可調(diào)性；以及納入柔性制造系統(tǒng)等。能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場的惡劣環(huán)境。在PLC的設(shè)計(jì)和制造過程中，采取了精選元器件及多層次抗干擾等措施，使PLC的平均無故障時(shí)間MTBF通常在10萬小時(shí)以上，有些PLC的平均無故障時(shí)間可以達(dá)到幾十萬小時(shí)以上，如三菱公司的F1，F(xiàn)2系列的MTBF可達(dá)到30萬小時(shí)，有些高檔的MTBF還要高得多，絕這是其他電氣設(shè)備根本做不到的。機(jī)床對(duì)面布置兩個(gè)液壓動(dòng)力滑臺(tái)，兩邊的滑臺(tái)上分別固定著左、右刀具電動(dòng)機(jī)，工件定位夾緊裝置裝在中間底座上。組合機(jī)床的控制系統(tǒng)大多采用機(jī)械、液壓、氣動(dòng)和電氣控制相結(jié)合的控制方式。 雙面鉆孔組合機(jī)床是針對(duì)在工件兩相對(duì)表面進(jìn)行鉆孔加工而設(shè)計(jì)的一種高效自動(dòng)化專用加工設(shè)備,其主要結(jié)構(gòu)為：左、右兩個(gè)動(dòng)力滑臺(tái)對(duì)稱布置，安裝在標(biāo)準(zhǔn)側(cè)底座上。該雙面鉆孔組合機(jī)床采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)相結(jié)合的驅(qū)動(dòng)方式，其控制過程是典型的順序循環(huán)控制。顯然，在大批量生產(chǎn)的機(jī)械工業(yè)部門，大量采用的設(shè)備是組合機(jī)床和自動(dòng)線。 機(jī)床的主要結(jié)構(gòu)部件 機(jī)床主要由底座、床身、主軸箱及鉆頭、工件定位及夾緊裝置、動(dòng)力滑臺(tái)、工作臺(tái)、油缸、多種液壓閥等組成。兩個(gè)動(dòng)力滑臺(tái)對(duì)面布置并安裝在標(biāo)準(zhǔn)側(cè)底座上，刀具電動(dòng)機(jī)MM3分別固定在左、右動(dòng)力滑臺(tái)上，中間底座上裝有工件定位夾緊裝置[2]。圖11 雙面鉆孔組合機(jī)床主結(jié)構(gòu)簡圖；；3工件定位夾緊裝置；； ； 雙面鉆孔組合機(jī)床工作過程 機(jī)床的電氣控制要求：液壓泵電動(dòng)機(jī)先啟動(dòng)，系統(tǒng)正常供油后，其它控制電路通電工作；左、右刀具電動(dòng)機(jī)在滑臺(tái)進(jìn)給循環(huán)開始時(shí)啟動(dòng)，滑臺(tái)退回到原來位置后停機(jī)。其控制過程是典型的順序控制，所以當(dāng)把工件裝入夾緊裝置后，按下啟動(dòng)按鈕SB3，機(jī)床便開始進(jìn)行自動(dòng)循環(huán)的過程，其循環(huán)過程如圖12所示。本例所有閥的額定壓力都為56310Pa180。表11液壓元件明細(xì)表序號(hào)元件名稱最大通過流量/L。液壓缸的進(jìn)、出油管按輸入、排出的最大流量來計(jì)算。 雙面鉆孔組合機(jī)床液壓系統(tǒng)控制分析 機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)和工件定位、夾緊裝置由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)。鉆孔滑臺(tái)的前進(jìn)后退和鉆孔動(dòng)力頭的動(dòng)作用由PLC控制，行程開關(guān)傳出信號(hào)，實(shí)現(xiàn)鉆孔加工量的調(diào)整和鉆孔加工。表12 電磁閥動(dòng)作狀態(tài)表序號(hào)動(dòng)作名稱定位夾緊左機(jī)右機(jī)卸荷左電機(jī)右電機(jī)液壓泵切削液電機(jī)YV9YV10YV1YV2YV3YV4YV7YV5YV6YV8YV11M1M2M3M41啟動(dòng)++2工件定位++3工件夾緊+++4快進(jìn)+++++++5工進(jìn)++++++++6快退+++++++7松開夾緊+++8拔銷++9緊急停止從表12中可以看出，電磁閥YV9線圈通電時(shí)，機(jī)床工件定位裝置將工件定位；當(dāng)電磁閥YV1通電時(shí)，機(jī)床工件夾緊裝置將工件夾緊；當(dāng)電磁閥YVYV3通電時(shí)，左機(jī)滑臺(tái)快速移動(dòng)；當(dāng)電磁閥YVYV5通電時(shí)，右機(jī)滑臺(tái)快速移動(dòng)；當(dāng)電磁閥YVYV7或YVYV8通電時(shí)，左機(jī)滑臺(tái)或右機(jī)滑臺(tái)工進(jìn)；當(dāng)電磁閥YVYV4或YVYV6通電時(shí)，左機(jī)滑臺(tái)或右機(jī)滑臺(tái)快速后退；當(dāng)電磁閥YV2通電時(shí)，松開定位銷；當(dāng)電磁閥YV10通電時(shí)，機(jī)床撥開定位銷；定位銷松開后，撞擊行程開關(guān)SQ1，機(jī)床停止運(yùn)行[3]。 圖13 液壓系統(tǒng)原理圖1液壓泵；2溢流閥；3電磁閥；4減壓閥；5過濾器；6換向閥；7調(diào)速閥；8單向閥；9定位液壓缸；10溢流閥；11壓力繼電器；12換向閥；13節(jié)流閥；14單向閥；15夾緊液壓缸；16節(jié)流閥；17換向閥；18換向閥；19液壓缸；20液壓缸；21換向閥；22節(jié)流閥；23換向閥；雙面鉆孔組合機(jī)床左、右機(jī)液壓滑臺(tái)控制要求完全相同，都是完成“快進(jìn)→工進(jìn)→快退→停止”循環(huán)過程，可采用順序程序設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)。 生產(chǎn)實(shí)踐中很多機(jī)械（如龍門刨床、導(dǎo)軌磨床等）的工作臺(tái)需要往復(fù)運(yùn)動(dòng)，利用行程開關(guān)可實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)控制。液壓泵電動(dòng)機(jī) 左刀電機(jī) 右刀電機(jī) 切削液電機(jī) M1 3~ M1 3~ M3 3~ M4 3~L1L2L3QSFU1FU2FU3FU4KM1KM2KM3KM4FR1FR2FR3FR4圖21 雙面鉆孔組合機(jī)床主電路原理圖 雙面鉆孔組合機(jī)床總控制過程 （1）系統(tǒng)啟動(dòng)：按下系統(tǒng)啟動(dòng)按鈕SB3→接觸器KM1啟動(dòng)并自鎖→液壓泵電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)→系統(tǒng)啟動(dòng)。（3）工件定位：當(dāng)啟動(dòng)液壓回路后由于KM1自鎖→電磁鐵YV9得電，液壓缸工作實(shí)現(xiàn)工件定位。工件夾緊后壓力繼電器KP閉合→電磁鐵KMKM3通電→左機(jī)刀具電動(dòng)機(jī)M2,右機(jī)刀具電動(dòng)機(jī)M3接通，電機(jī)工作。（5）滑臺(tái)快進(jìn)：工件定位后接通中間繼電器
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