基于PLC的雙面鉆孔組合機床電控系統設計

2016-08-16 10:43:14改造者

中國科技信息 2016年9期

改造者：方翔

改造者：方翔

雙面鉆孔組合機床是一種專用加工設備，它的主要是設計用以在同一個工件的兩個相對的表面進行一系列的孔加工。傳統電氣控制方式是以接觸器與繼電器為主的電力拖動控制線路，線路較復雜、維修量大，本論文采用PLC的方式來對其電氣控制系統進行改造，可以實現簡化線路、增加可靠性、簡化操作等目的。

雙面鉆孔組合機床是一種專用加工設備，它的主要是設計用以在同一個工件的兩個相對的表面進行一系列的孔加工。該機床主要由以下幾個部分組成：（1）液壓動力滑臺。一般安裝在標準側底座上。由于需要雙面加工，機床有左右兩個相對應的滑臺。（2）工件定位與夾緊裝置。該裝置固定于機床的底座中間位置。（3）左右兩套主軸鉆頭電動機。分別安裝在左右兩側的液壓動力滑臺上。（4）冷卻系統與液壓系統。雙面鉆孔組合機床通常由三相交流異步電動機與液壓系統共同驅動。從控制過程來看，機床是順序控制，傳統電氣控制方式是以接觸器與繼電器為主的電力拖動控制線路，線路較復雜、維修量大，如果采用PLC的方式來對其電氣控制系統進行改造，可以實現簡化線路、增加可靠性、簡化操作等目的。

雙面鉆孔組合機床的工作流程及其控制要求

組合鉆床繼電接觸器控制線路的工作原理

工件放入定位夾具內→按下啟動按鈕SB6液壓系統電機啟動并定位工件定位→壓合行程開關SQ2→SQ2閉合后液壓系統對工件進行夾緊壓力繼電器SP工作→SP常開閉合左右滑臺快進并分別壓合行程開關SQ3、SQ6滑臺開始工進同時冷卻泵電機開始工作→工作完畢滑臺壓合行程開關SQ4、SQ7滑臺快退→滑臺快退完畢壓合行程開關SQ5、SQ8夾緊裝置松開工件同時閉合開關SQ9→拔位銷后開關SQ1閉合→工作完畢。

組合鉆床的控制要求及工作流程

控制要求：在雙面鉆孔組合機床中，進給運動由液壓動力滑臺提供控制，同時液壓系統還提供定位夾緊工件時所需要的動力，而主軸的切削運動則是以三相交流異步電動機提供動力。雙面鉆孔組合機床的控制程序中，M1是液壓電動機，驅動液壓泵，液壓系統必須先啟動，才能啟動其他部分的控制電路。M2、M3分別為左、右機主軸電機，控制鉆頭的旋轉。當一次循環開始時，首先是液壓動力滑臺的進給運動，主軸開始工作，當循環結束時，液壓動力滑臺會回到原點，主軸也相應停止工作。M4是冷卻泵，手自兩用，既可以手動啟停，需要時也可以自動在液壓滑臺工進時提供冷卻液，并自動在工進結束后停止工作。

工作過程：

（1）SB4為液壓系統的啟動按鈕，當其得電后，機床開始進行工件定位，當定位行程開關被按下后，定位完成。再對工件進行夾緊，當壓力傳感器SP得電后，左右兩面的液壓動力滑臺同時開始加工循環，執行快進、工進、快退等步驟，與此同時，系統的冷卻泵與刀具電動機也開始工作。當完成一次加工循環加工循環后，液壓動力滑臺會回原點，松開工件，并拔出定位銷，等待下次加工。

（2）液壓動力滑臺、工件定位與夾緊裝置的控制要求

在本設計中，液壓系統為液壓動力滑臺、工件定位與夾緊裝置提供動力。YV1和YV2兩個電磁閥控制了工件定位銷的運動方向；YV3和YV4兩個電磁閥則控制了工件夾緊與放松動作。左機液壓滑臺的工進、快進與快退三種工作狀態分別由電磁閥YV5、YV6、YV7三個換向電磁閥控制。YV8、YV9、YV10為右機液壓滑臺的換向電磁閥，分別控制右機液壓滑臺的工進、快進與快退三種工作狀態。

表1顯示的是各電磁閥線圈得電后對應的工作狀態。

表1 電磁閥動作狀態

由表1可知，電磁閥YV1的線圈得電時，該機床的工作定位裝置將進行定位動作，電磁閥YV3 線圈得電，夾緊工件。在工件夾緊狀態下，若電磁閥YV5、YV7線圈同時得電時，左側液壓動力滑臺快速進給；若電磁閥YV8、YV10線圈同時得電時，右側液壓滑臺快速進給。左右液壓動力滑臺工進狀態分別對應電磁閥YV3、YV5線圈同時得電和電磁閥YV3、YV8線圈同時得電。左右液壓動力滑臺快速退回狀態則分別對應的是電磁閥YV3、YV6同時得電和電磁閥YV3、YV9同時得電。當液壓滑臺退回原位后，YV4的線圈得電后松開工件定位銷，YV2的線圈得電后撥出定位銷。定位銷松開后，撞擊行程開關SQ1，機床停止運行。