專利名稱：立式車床可編程序電氣控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)械加工行業(yè)重型機(jī)床電氣控制系統(tǒng)，特別是立 式車床可編程序電氣控制系統(tǒng)。
(二)
背景技術(shù)：
目前，機(jī)械加工行業(yè)使用的3. 4米立式車床，存在著兩個(gè)較大的 技術(shù)問(wèn)題。第一是電氣方面的技術(shù)問(wèn)題電氣系統(tǒng)以繼電器、接觸器 為主體元件，由于元件多，接線復(fù)雜，在運(yùn)行中常常因?yàn)樵p壞、 導(dǎo)線接觸不良等引起各種各樣的故障。查找故障既費(fèi)時(shí)又費(fèi)工，這已 經(jīng)成為影響生產(chǎn)的一個(gè)重要因素。第二是調(diào)速方面的技術(shù)問(wèn)題主軸 的速度要一擋一擋地調(diào)節(jié)，只能粗調(diào)不能細(xì)調(diào)，同時(shí)，在調(diào)節(jié)過(guò)程中，
容易發(fā)生變速箱齒輪碰撞和造成磨損嚴(yán)重的現(xiàn)象。
(三) 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，進(jìn)行改進(jìn)，提 出并設(shè)計(jì)3. 4米立式車床可編程序電氣控制系統(tǒng)。其通過(guò)采用可編程 控制器(PLC)和變頻器，解決3.掘立式車床存在的上述兩個(gè)問(wèn)題。
本實(shí)用新型的基本構(gòu)想是1.采用PLC (可編程控制器)解決電 氣方面的問(wèn)題。因?yàn)镻LC與傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)相比較，具有元器 件少，接線簡(jiǎn)單，可靠性高，故障少且容易查找等優(yōu)點(diǎn)。平均無(wú)故障 工作時(shí)間可以達(dá)到5萬(wàn)小時(shí)。用DK-PC80-112型可編程序控制器，改 造3. 4米立式車床的電氣系統(tǒng)，使得機(jī)床的故障大大減少，運(yùn)行穩(wěn)定 可靠，經(jīng)濟(jì)效益顯著提高。2、采用變頻器解決機(jī)床調(diào)速方面的問(wèn)題。 因?yàn)樽冾l器具有軟起動(dòng)、無(wú)級(jí)平穩(wěn)調(diào)速、節(jié)約電能等功能，用它取代 原有的機(jī)械調(diào)速系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)主軸速度的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，解決了變速箱齒 輪碰撞和磨損嚴(yán)重的問(wèn)題，還帶來(lái)了顯著的節(jié)電效果。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是，立式車床可編程序電氣控制系統(tǒng)， 采用與機(jī)床配合的電氣控制系統(tǒng)，其特征在于，電氣控制系統(tǒng)采用了 控制系統(tǒng)及預(yù)先編制好的設(shè)計(jì)梯形圖和用戶程序的操作系統(tǒng)，控制系 統(tǒng)采用可編程控制器和變頻器；可編程控制器設(shè)置有多個(gè)輸入點(diǎn)和多 個(gè)輸出點(diǎn)，多個(gè)輸入點(diǎn)分別與機(jī)床的各個(gè)控制按鈕、行程開關(guān)、轉(zhuǎn)換 開關(guān)、保護(hù)元件及傳感器配連，各輸入點(diǎn)獲取的各自配連的控制按鈕、 行程開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、保護(hù)元件及傳感器的信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，數(shù) 字信號(hào)以編碼形式輸入到可編程控制器的接口 。
其特征在于，可編程控制器是DK-PC80-112型可編程序控制器。 其特征在于，可編程控制器的接口包括IN接口和OUT接口 。 其特征在于，變頻器是JP6C-T9-114KVA型高性能數(shù)字式變頻器。 可編程控制器可以簡(jiǎn)稱PLC。 本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)思想是
l)采用編號(hào)為0.1、 0.2、 0.3、 0.4、 0.5、 0.6、 0.7、 1.0、 1.1
這9個(gè)PLC的IN接口 ，分別連接控制按4丑SB1-SB9,輸入主電4幾正轉(zhuǎn)、 反轉(zhuǎn)、點(diǎn)動(dòng)、停止指令，橫梁上升、下降指令，左進(jìn)給、右進(jìn)給指令， 總停指令；
2 )編號(hào)為1. 2、 1. 3、 2. 3、 2. 4這四個(gè)IN^妻口 (輸入4妄口 )，分 別連4妄限位開關(guān)1XK、 2 XK、 15 XK、 16XK;編號(hào)為1.6、 1.7、 2.0、 2. 1這四個(gè)IN接口，分別連接限位開關(guān)7XK、 8XK、 9XK、 10XK;編號(hào) 為1. 4、 1. 5這二個(gè)輸入點(diǎn)，分別連接限位開關(guān)3XK、 4XK;編號(hào)為2. 5、 2. 6這二個(gè)IN接口 ，分別連接限位開關(guān)17 XK、 18XK,編號(hào)為7. 6輸 入接口 ( IN接口 )連接繼電器18KA的常開觸點(diǎn)；
3)編號(hào)為3. 0、 3. 1、 3. 2、 3. 3這四個(gè)IN接口 (輸入接口 )，分 別連接旋鈕開關(guān)1ZK的四對(duì)觸點(diǎn)；編號(hào)為3. 4、 3. 5這二個(gè)輸入接口 ， 分別連接旋鈕開關(guān)5ZK的二對(duì)觸點(diǎn)；編號(hào)為4. 0、 4. 1、 4. 2、 4. 3、 4. 4、 4.5、 4.6、 4.7、 5.0、 5.1、 5.2、 5. 3這十二個(gè)輸入接口，分別連接多擋旋轉(zhuǎn)開關(guān)2ZK的十二對(duì)觸點(diǎn)；
4)編號(hào)為5.4、 5.5、 5.6、 5.7這四個(gè)輸入接口，分別連接旋鈕
開關(guān)3ZK的四對(duì)觸點(diǎn)，編號(hào)為7. 4、 7. 5這二個(gè)輸入接口 ，分別連接旋
鈕開關(guān)6ZK的2對(duì)觸點(diǎn)，輸入右刀架進(jìn)給和快進(jìn)的指令。用6. 0 - 6. 7、
7. 0 - 7. 3這12個(gè)輸入接口 ，分別連接多擋旋轉(zhuǎn)開關(guān)4ZK的12對(duì)觸 占.
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PLC的輸出點(diǎn)有多個(gè)，將繼電器、離合器、信號(hào)指示燈的信息轉(zhuǎn) 換成數(shù)字信號(hào)，以編碼形式輸入到計(jì)算機(jī)的OUT接口 。
1) 8.1 - 8. 7這7個(gè)PLC輸出接口，分別連接繼電器1KA _ 7KA, 執(zhí)行主電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、制動(dòng)，橫梁上升、下降、夾緊、放松功能。 用PLC輸出接口 12. 6連接繼電器19KA,執(zhí)行主電機(jī)點(diǎn)動(dòng)功能。
2) 9.0、 9. 1這二個(gè)PLC輸出接口，分別連接繼電器8 KA、 9KA, 執(zhí)行左刀架正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)功能。用10.2、 10. 3這二個(gè)PLC輸出接口，分 別連接繼電器10 KA、 11KA,執(zhí)行左刀架向/離中心、向上/向下、垂 直制動(dòng)、水平制動(dòng)功能。
3) 11. 0、 11. 1這二個(gè)PLC輸出接口 ，分別連接繼電器12 KA、 13KA, 執(zhí)行右刀架正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)功能。用12.2、 12. 3這二個(gè)PLC輸出接口，分 別連接繼電器14 KA、 15KA,執(zhí)行右刀架向/離中心、向上/向下、垂 直制動(dòng)、水平制動(dòng)功能。
4) 10. 4這個(gè)PLC輸出接口，連接離合器2KLH,執(zhí)行左刀架快速 進(jìn)給功能。用9. 2-9. 6、 10.0、 10. 1這7個(gè)PLC輸出接口，分別連接 離合器21 LH - 27LH,執(zhí)行左進(jìn)給速度1擋-7擋，它們又組合成左 進(jìn)給12擋變速。
5) 12.4這個(gè)PLC輸出接口，連接離合器3KLH,執(zhí)行右刀架快速 進(jìn)給功能。用ll. 2- 11.6、 12.0、 12. 1這7個(gè)PLC輸出接口，分別 連接離合器31-37LH,執(zhí)行右進(jìn)給速度l擋-7擋，它們又組合成右進(jìn)給12擋變速。
6) 13. 0 - 13. 7這八個(gè)PLC輸出接口，分別連接指示燈0 _ 7XD, 執(zhí)行左刀架和右刀架上行、下行、左行、右行指示功能。
完成輸入、輸出點(diǎn)的配置之后，就可以設(shè)計(jì)梯形圖和用戶程序了。 根據(jù)機(jī)床的工藝路線，利用DK-PC80-112型可編程序控制器的編程語(yǔ) 言，通過(guò)梯形圖設(shè)計(jì)出419條用戶程序，將它們輸入到計(jì)算機(jī)的RAM 存貯器中，以執(zhí)行各項(xiàng)加工任務(wù)。
3. 4M立式車床的用途是對(duì)重達(dá)數(shù)噸的工件進(jìn)行車削加工，加工過(guò) 程就是工件與刀具的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。配備了本實(shí)用新型的3.掘立式車床， 其采用的梯形圖和用戶程序必須圍繞這一點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是，與現(xiàn)有技術(shù)相比，構(gòu)思新穎，設(shè)計(jì)合理， 充分利用了自動(dòng)控制技術(shù)，從兩點(diǎn)進(jìn)行了技術(shù)創(chuàng)新，第一是將PLC應(yīng) 用在3. 4M重型立式車床上，實(shí)行了可編程序控制。系統(tǒng)將機(jī)床的各個(gè) 控制元件和執(zhí)行元件，輸入到PLC的IN/0UT^妄口，并進(jìn)行組合編碼。 通過(guò)計(jì)算機(jī)的編程語(yǔ)言，利用梯形圖設(shè)計(jì)出419條用戶程序。PLC對(duì) 現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，進(jìn)行高速掃描和存P,并逐條讀取用 戶程序，進(jìn)行邏輯運(yùn)算和判斷。然后輸出一系列的動(dòng)作指令，控制車 床主軸和其它輔助設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)、刀具的位移和各項(xiàng)車削加工動(dòng)作。第 二是將高性能數(shù)字式變頻器應(yīng)用于重型車床主軸電動(dòng)機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)。 實(shí)現(xiàn)了降壓軟起動(dòng)和無(wú)級(jí)調(diào)速。這從根本上解決了多年來(lái)一直存在的 變速箱齒輪碰撞和磨損問(wèn)題。具有顯著的節(jié)電效果
圖1、本實(shí)用新型的控制方框圖
圖2、本實(shí)用新型采用的PLC的輸入接線圖Al
圖3、本實(shí)用新型采用的PLC的輸入接線圖A2
圖4、本實(shí)用新型采用的PLC的輸入接線圖Bl圖5、本實(shí)用新型采用的PLC的輸入接線圖B2 圖6、本實(shí)用新型采用的PLC的輸出接線圖之一 圖7、本實(shí)用新型采用的PLC的輸出接線圖之二 圖8、本實(shí)用新型釆用的PLC的輸出接線圖之三 圖9、本實(shí)用新型釆用的PLC的主軸與橫梁部分控制程序的梯形圖 之一
圖10、本實(shí)用新型采用的PLC的主軸與橫梁部分控制程序的梯形 圖之二
圖11、本實(shí)用新型采用的PLC的主軸與橫梁部分控制程序的梯形 圖之三
圖12、本實(shí)用新型采用的PLC的左刀架的控制程序的梯形圖之一 圖13、本實(shí)用新型采用的PLC的左刀架的控制程序的梯形圖之二 圖14、本實(shí)用新型采用的PLC的左刀架的控制程序的梯形圖之三 圖15、本實(shí)用新型采用的PLC的右刀架的控制程序的梯形圖之一 圖16、本實(shí)用新型釆用的PLC的右刀架的控制程序的梯形圖之二 圖17、本實(shí)用新型采用的PLC的右刀架的控制程序的梯形圖之三 圖18、本實(shí)用新型采用的變頻器一主電動(dòng)積4妄線圖 具體實(shí)施方式
下面，根據(jù)附圖，詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例。 如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10、 圖11、圖12、圖13、圖14、圖15、圖16、圖17、圖18所示，本實(shí) 用新型采用與機(jī)床配合的電氣控制系統(tǒng)，其方框圖見圖1。電氣控制 系統(tǒng)采用了控制系統(tǒng)以及預(yù)先編制好的設(shè)計(jì)梯形圖和用戶程序的操作 系統(tǒng)，控制系統(tǒng)以可編程控制器6和變頻器10為主要部件?？删幊炭?制器6采用DK-PC80-112型可編程序控制器。它設(shè)置有60個(gè)輸入點(diǎn) 和40個(gè)輸出點(diǎn)。它們分為8個(gè)部分，分別是控制按鈕1、旋鈕開關(guān)2、轉(zhuǎn)換開關(guān)3、限位開關(guān)4、其它信號(hào)5、繼電器7、離合器8、指示燈9。 每部分的元件均有多只，用不同的編號(hào)加以區(qū)別?？删幊炭刂破?與 它們進(jìn)行配連后，獲取的各種信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)以編碼 形式輸入到可編程控制器6的內(nèi)部存貯器，CPU對(duì)這些信息進(jìn)行邏輯 運(yùn)算和處理。接口包括IN接口和0UT接口 。其他信息5也從可編程控 制器6的IN接口輸入。變頻器10采用JP6C-T9-114KVA型高性能數(shù)字 式變頻器。它帶有功能完備的控制和保護(hù)環(huán)節(jié)12。旋鈕開關(guān)2釆用了 多個(gè)，用不同的編號(hào)加以區(qū)別。行程開關(guān)3采用限位開關(guān)，P艮位開關(guān) 也有多個(gè)，用不同的編號(hào)加以區(qū)別。現(xiàn)詳述如下
1、 PLC的輸入點(diǎn)的設(shè)置(見圖2、圖3、圖4、圖5)。
l)編號(hào)為O. 1、 0.2、 0.3、 0.4、 0.5、 0.6、 0.7、 1.0、 1. 1這9 個(gè)PLC的輸入接口 (IN接口)，分別連接控制按鈕SB卜SB9，輸入主電 機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、點(diǎn)動(dòng)、停止指令，橫梁上升、下降指令，左進(jìn)給、右 進(jìn)給指令，總停指令。
2 )編號(hào)為1. 2、 1. 3、 2. 3、 2. 4這四個(gè)輸入接口 ( IN接口 )，分 別連接限位開關(guān)1 XK、 2 XK、 15 XK、 16XK,輸入橫梁夾緊、放松、 上升、下降的位置信號(hào)。編號(hào)為1. 6、 1. 7、 2. 0、 2. 1這四個(gè)輸入接口 ， 分別連"t妻限位開關(guān)7XK、 8XK、 9XK、 10XK,輸入左、右刀架向中心和 離中心的位置信號(hào)。編號(hào)為1.4、 1.5這二個(gè)輸入點(diǎn)，分別連接限位開 關(guān)3XK、 4XK,監(jiān)視齒輪嚙合的情況。編號(hào)為2.5、 2.6這二個(gè)輸入接 口 (IN接口)，分別連接限位開關(guān)17XK、 18XK,實(shí)現(xiàn)左、右滑枕的手 動(dòng)和機(jī)動(dòng)聯(lián)鎖。編號(hào)為7. 6輸入接口 ( IN接口 )連接繼電器18KA的 常開觸點(diǎn)，監(jiān)視導(dǎo)軌的溫度。當(dāng)這些部位出現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)越位、操作失 誤和超溫時(shí)，會(huì)自動(dòng)緊急停車，避免事故發(fā)生。
3)編號(hào)為3. 0 、 3. 1、 3. 2、 3. 3這四個(gè)輸入4妻口 ( IN 4妄口 )， 分別連接旋鈕開關(guān)1ZK的四對(duì)觸點(diǎn)，輸入左滑枕向上和向下、左刀架 向中心和離中心的指令。編號(hào)為3.4、 3.5這二個(gè)輸入4妄口，分別連接旋鈕開關(guān)5ZK的二對(duì)觸點(diǎn)，輸入左刀架進(jìn)給和快進(jìn)的指令。編號(hào)
為4.0、 4.1、 4.2、 4.3、 4.4、 4.5、 4.6、 4.7、 5.0、 5.1、 5.2、 5.3
這十二個(gè)輸入接口 (IN接口 )，分別連接多擋旋轉(zhuǎn)開關(guān)2ZK的十二對(duì) 觸點(diǎn)，輸入左刀架在進(jìn)給中的12擋變速指令。
4 )編號(hào)為5. 4、 5. 5、 5. 6、 5. 7這四個(gè)輸入接口 ( IN接口 )，分 別連接旋鈕開關(guān)3ZK的四對(duì)觸點(diǎn)，輸入右滑枕向上和向下、右刀架向 中心和離中心的指令。編號(hào)為7.4、 7.5這二個(gè)輸入接口，分別連接旋 鈕開關(guān)6ZK的2對(duì)觸點(diǎn)，輸入右刀架進(jìn)給和快進(jìn)的指令。編號(hào)為6. 0、 6.1、 6.2、 6.3、 6.4、 6.5、 6.6、 6.7、 7.0、 7.1、 7.2、 7.3這十二 個(gè)輸入4^口 ( IN接口 )，分別連接多擋旋轉(zhuǎn)開關(guān)4ZK的12對(duì)觸點(diǎn)，輸 入右刀架在進(jìn)給中的12擋變速指令。
2、 PLC輸出點(diǎn)的設(shè)置(見圖6、圖7、圖8)。
PLC的輸出點(diǎn)有40個(gè)，這40個(gè)輸出點(diǎn)將繼電器7、離合器8、信 號(hào)指示燈9等的信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，以編碼形式輸入到計(jì)算機(jī)的OUT 接口。繼電器7采用了多個(gè)，用不同的編號(hào)加以區(qū)別。離合器8采用 了多個(gè)，用不同的編號(hào)加以區(qū)別。具體敘述如下
1) 編號(hào)為8.1、 8.2、 8.3、 8.4、 8.5、 8.6、 8.7這7個(gè)PLC輸出 才妻口 (0UT4妻口)，分別連4妻繼電器1KA、 2KA、 3KA、 4KA、 5KA、 6KA、 7KA,執(zhí)行主電機(jī)10正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、制動(dòng)，橫梁上升、下降、夾緊、放 松功能。用PLC輸出接口 (OUT接口 ) 12. 6連接繼電器19KA,執(zhí)行主 軸電動(dòng)才幾10點(diǎn)動(dòng)功
2) 編號(hào)為9. 0、 9. 1這二個(gè)PLC輸出接口 (OUT接口)，分別連接 繼電器8KA、 9KA,執(zhí)行左刀架正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)功能。用10.2、 10. 3這2 個(gè)PLC輸出接口 (OUT接口)，分別連接繼電器IO、 11KA,執(zhí)行左刀架 向/離中心、向上/向下、垂直制動(dòng)、水平制動(dòng)功能。
3) 編號(hào)為11.0、 11. 1這二個(gè)PLC輸出接口 (OUT接口)，分別連接繼電器12 KA、 13KA,執(zhí)行右刀架正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)功能。用12.2、 12.3 這二個(gè)PLC輸出接口 (0UT接口)，分別連接繼電器14 KA、 15KA,執(zhí) 行右刀架向/離中心、向上/向下、垂直制動(dòng)、水平制動(dòng)功能。
4) PLC輸出接口 (0UT接口) 10.4,連接離合器2KLH,執(zhí)行左刀 架快速進(jìn)給功能。編號(hào)為9.2 、 9.3、 9.4、 9.5、 9.6、 10.0、 10.1 這7個(gè)PLC輸出接口 (0UT接口 )，分別連接離合器21LH、 22LH、 23LH、 24LH、 25LH、 26LH、 27LH,扭"行左進(jìn)^會(huì)速度1檔至7檔，它們又組合 成左進(jìn)給12擋變速。
5) PLC輸出接口 (0UT接口) 12.4，連接離合器3KLH,執(zhí)行右刀 架快速進(jìn)給功能。編號(hào)為11.2 、 11.3、 11.4、 11.5、 11.6、 12.0、
12. 1這7個(gè)PLC輸出接口 (0UT接口)，分別連接離合器31LH、 32LH、 33LH、 34LH、 35LH、 36LH、 _ 37LH,執(zhí)行右進(jìn)給速度1檔至7檔，它 們又組合成右進(jìn)給12擋變速。
6) 13. 0-13. 7這8個(gè)PLC輸出接口，分別連接指示燈0 XD、 1XD、 2XD、 3XD、 4XD、 5XD、 6XD、 7XD,扭j亍左刀架和右刀架上4亍、下行、 左行、右行指示功能。
3、梯形圖和用戶程序的設(shè)計(jì)(見圖9、圖10、圖11、圖12、圖
13、 圖14、圖15、圖16、圖17)。 ' 才艮據(jù)才幾床的工藝^^線，利用DK-PC80-112型可編程序控制器的編
程語(yǔ)言，設(shè)計(jì)出符合工藝要求的梯形圖。通過(guò)梯形圖又設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)換出 "9條用戶程序，將它們輸入到RAM存貯器中，以執(zhí)行各項(xiàng)加工任務(wù)。
當(dāng)工作臺(tái)上放好工件后，機(jī)床通電，起動(dòng)液壓潤(rùn)滑油泵，本實(shí)用 新型系統(tǒng)再執(zhí)行以下程序控制步驟
1 )通過(guò)IN端子0. 6或0. 7上的按4丑SB6或SB7、 PLC內(nèi)部的程 控繼電器15. 1 - 15. 5、 OUT端子8. 4 - 8. 7外接的繼電器4KA _ 7KA, 控制橫梁的上升或下降。由于刀具固定在刀架上，刀架又安裝在橫梁上，所以通過(guò)橫梁升降將把刀具移動(dòng)到合適的垂直位置。
2 )通過(guò)IN端子0. 2或0. 4上的按鈕SB2或SB4、 OUT端子12. 6 外接的繼電器19KA,以點(diǎn)動(dòng)方式使主軸電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)工作臺(tái)緩緩 轉(zhuǎn)動(dòng)。
3) 通過(guò)IN端子3. 0-3. 3上的轉(zhuǎn)換開關(guān)1ZK、內(nèi)部繼電器16.卜 16. 4、 17. 1- 17. 6, 0UT端子10. 2或10. 3外接的繼電器10KA或11KA, 確定左刀架的轉(zhuǎn)向，并調(diào)整工件與左刀具的相對(duì)位置，使左刀具恰好 頂住工件車削的起始部位。
4) 通過(guò)IN端子5. 4 - 5. 7上的轉(zhuǎn)換開關(guān)3ZK、內(nèi)部繼電器26.卜 26. 4、 27. 1- 27. 2, OUT端子12. 2或12. 3外4妻的繼電器14KA或15KA, 確定右刀架的轉(zhuǎn)向，并調(diào)整工件與右刀具的相對(duì)位置，使右刀具恰好 頂住工件車削的起始部位。
5) 通過(guò)IN端子3. 4、 3. 5上的轉(zhuǎn)換開關(guān)5ZK、內(nèi)部繼電器16. 5、 16.6、 17.3-17.5, OUT端子10. 4的離合器2KLH,使左架進(jìn)纟會(huì)或快 進(jìn)。此外，通過(guò)IN端子4. 0 - 5. 3上轉(zhuǎn)換開關(guān)2ZK的12對(duì)觸點(diǎn)、內(nèi) 部繼電器18. 1 - 18. 7， OUT端子9. 2 - 9. 6、 10.0、 10. l外接的離合 器21- 27LH,實(shí)現(xiàn)了左刀架的12擋變速。
6) 通過(guò)IN端子7.4、 7. 5上的轉(zhuǎn)換開關(guān)6ZK、內(nèi)部繼電器26. 5、 26.6、 27.3 - 27.5, OUT端子12. 4的離合器3KLH,使右架進(jìn)給或快 進(jìn)。此外，通過(guò)IN端子6. 0 _ 7. 3上轉(zhuǎn)換開關(guān)4ZK的12對(duì)觸點(diǎn)、內(nèi) 部繼電器28. 1 — 28. 7, OUT端子11. 2 — 11.6、 12.0、 12. l外接的離 合器31 - 37LH,實(shí)現(xiàn)了右刀架的12擋變速。
在梯形圖和控制回路中，除了一般編程之外，為了保證機(jī)床的安 全，設(shè)置了多種保護(hù)、限位、聯(lián)鎖功能。它們是
1)保護(hù)油壓保護(hù)(YJ1);齒輪咬合保護(hù)(PLC內(nèi)部程控繼電器 14.5，外部元件3XK、 4XK);導(dǎo)軌超溫保護(hù)(內(nèi)部14. 5,外部17KA、18KA)。
2) 限位橫梁夾緊限位(內(nèi)部15.5,外部1XK);橫梁放松限位 (內(nèi)部15. 4,外部2XK);橫梁上升限位(內(nèi)部15. 1,外部15XK);橫
梁下降限位(內(nèi)部15.2,外部16XK);左刀架向/離中心限位(內(nèi)部 16. 3和16. 4,外部7XK和8XK);右刀架向/離中心限位(內(nèi)部26. 3 和26. 4,外部9XK和1GXK)。
3) 聯(lián)鎖油泵一主機(jī)聯(lián)鎖(16KA);主機(jī)正轉(zhuǎn)一反轉(zhuǎn)聯(lián)鎖(內(nèi)部 14.1、 14.2);主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)一點(diǎn)動(dòng)一制動(dòng)聯(lián)鎖(內(nèi)部14. 1、 14.2、 14.3、 14. 6、 14. 7,外部2KM、 3KM);橫梁上升一下降聯(lián)鎖(內(nèi)部15. 1、 15. 2, 外部4KM、 5KM);橫梁夾緊一放松聯(lián)鎖(內(nèi)部15. 4、 15.5,外部6KM、 7KM);左刀架正轉(zhuǎn)一反轉(zhuǎn)聯(lián)鎖(內(nèi)部17. 4、 17.5，外部8KM、 9KM); 右刀架正轉(zhuǎn)一反轉(zhuǎn)聯(lián)鎖(內(nèi)部27. 4、 27.5,外部IOKM、 11KM);左滑 枕手動(dòng)一一幾動(dòng)聯(lián)鎖(17XK);右滑一允手動(dòng)一機(jī)動(dòng)聯(lián)鎖(18XK)。
4、變頻器控制電路的設(shè)計(jì)(見圖18)。
變頻器10采用JP6C-T9-114KVA型高性能數(shù)字式變頻器，應(yīng)用于 3. 4M重型立式車床的主軸電動(dòng)才幾11的調(diào)速系統(tǒng)，對(duì)55KW的主軸電動(dòng) 機(jī)ll實(shí)行了軟起動(dòng)和無(wú)級(jí)平穩(wěn)調(diào)速，具體電路見圖18。變頻器10經(jīng) 熱繼電器1KH、接觸器1KM連接三相交流電源，經(jīng)接觸器2KM連接主 軸電動(dòng)機(jī)11。按下正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SB1 ( 0. 1 )或反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SB3( 0. 3 ) 后，程控繼電器14. 2或14. 1為'T，，輸出點(diǎn)8. 1或8. 2接通，繼電 器1KA或2KA吸合，主軸電動(dòng)機(jī)11正向或反向運(yùn)轉(zhuǎn)。按下正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)按 鈕SB2 ( 0. 2 )或反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)按鈕SB4 ( 0. 4 )后，程控繼電器14. 3或14. 7 為"1",輸出點(diǎn)12. 6接通，繼電器19KA吸合，執(zhí)行主電機(jī)點(diǎn)動(dòng)功能。 在變頻器10的控制端子VI上，連接著IOKQ的多圏電位器，通過(guò)它 調(diào)節(jié)VI端子的直流電壓，使其在0 - 5V之間變化，從而調(diào)節(jié)變頻器 10的運(yùn)行頻率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)主軸電動(dòng)機(jī)11的無(wú)級(jí)調(diào)速。工藝上要求主軸電動(dòng)機(jī)11斷電后能快速制動(dòng)，為此采用了直流能
耗制動(dòng)方案。這部分電路由整流二極管Dl _D4、直流接觸器3KM、限 流電阻RQ、熔斷器FUO組成。主軸電動(dòng)4幾11停車時(shí)，由Dl _ D4提 供的100V直流電源，經(jīng)3KM加到主軸電動(dòng)機(jī)11的三相繞組中的兩相 上，產(chǎn)生與運(yùn)轉(zhuǎn)方向相反的電磁制動(dòng)力，使主軸電動(dòng)機(jī)ll迅速克服慣 性，在3秒之內(nèi)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。RQ將制動(dòng)電流限制在30A之內(nèi)，F(xiàn)UO防止 這部分電路發(fā)生短路。為安全起見，對(duì)起動(dòng)接觸器2KM、制動(dòng)接觸器 3KM進(jìn)行了程序和硬接線雙重聯(lián)鎖。
采用變頻器10后，主軸電動(dòng)機(jī)11的調(diào)速既方便又安全。原來(lái)的 速度要一擋一擋地調(diào)節(jié)，只能粗調(diào)不能細(xì)調(diào)；在換擋時(shí)齒輪"叭一一 叭"地碰撞，磨損嚴(yán)重?，F(xiàn)在變?yōu)闊o(wú)級(jí)調(diào)速，可以根據(jù)需要任意地細(xì) 調(diào)。而且操作方便，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，從根本上解決了多年一直存在的變速
箱齒輪碰撞和磨損問(wèn)題。此外，變頻器lO根據(jù)主軸電動(dòng)機(jī)ll的負(fù)荷 情況，自動(dòng)調(diào)節(jié)工作電流，每年節(jié)電約38000度。
權(quán)利要求1、立式車床可編程序電氣控制系統(tǒng)，采用與機(jī)床配合的電氣控制系統(tǒng)，其特征在于，電氣控制系統(tǒng)采用了控制系統(tǒng)及預(yù)先編制好的設(shè)計(jì)梯形圖和用戶程序的操作系統(tǒng)，控制系統(tǒng)采用可編程控制器(6)和變頻器(10)；可編程控制器(6)設(shè)置有多個(gè)輸入點(diǎn)和多個(gè)輸出點(diǎn)，多個(gè)輸入點(diǎn)分別與機(jī)床的各個(gè)控制按鈕(1)、行程開關(guān)(3)、轉(zhuǎn)換開關(guān)(4)、保護(hù)元件(12)及傳感器配連，各輸入點(diǎn)獲取的各自配連的控制按鈕(1)、行程開關(guān)(3)、轉(zhuǎn)換開關(guān)(4)、保護(hù)元件(12)及傳感器的信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)以編碼形式輸入到可編程控制器(6)的接口。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式車床可編程序電氣控制系統(tǒng)，其 特征在于可編程控制器(6)采用DK-PC80-112型可編程序控制器。
3、根據(jù)權(quán)利要求l所述的立式車床可編程序電氣控制系統(tǒng)，其特 征在于可編程控制器(6)的接口包括IN接口和OUT接口。
4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式車床可編程序電氣控制系統(tǒng)，其 特征在于變頻器(10)采用JP6C-T9-114KVA型高性能數(shù)字式變頻器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及立式車床可編程序電氣控制系統(tǒng)，從兩點(diǎn)進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)，第一是將可編程序控制器(PLC)應(yīng)用在3.4M重型立式車床上。實(shí)現(xiàn)了可編程序電氣控制。電氣控制系統(tǒng)將機(jī)床的各個(gè)控制元件和執(zhí)行元件的信息，輸入到PLC的IN/OUT接口，并進(jìn)行組合編碼。通過(guò)計(jì)算機(jī)的編程語(yǔ)言，利用梯形圖設(shè)計(jì)出419條用戶程序。PLC對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，進(jìn)行高速掃描和存貯，并逐條讀取用戶程序，進(jìn)行邏輯運(yùn)算和判斷。然后輸出一系列的動(dòng)作指令，控制車床主軸和其它輔助設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)、刀具的位移和各項(xiàng)車削加工動(dòng)作。第二是將高性能數(shù)字式變頻器應(yīng)用于重型車床主軸電動(dòng)機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了降壓軟起動(dòng)和無(wú)級(jí)調(diào)速。從根本上解決了變速箱齒輪碰撞和磨損問(wèn)題。節(jié)電效果顯著。
文檔編號(hào)G05B19/414GK201311578SQ20082019242
公開日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2008年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月13日
發(fā)明者胡學(xué)明 申請(qǐng)人:浠水神州軸承制造有限公司