龙门铣床进给系统自动控制
第20卷 第4期
1998年8月山 东 冶 金Shando ng Yejin Vol. 20, NO. 4Augu st 1998
龙门铣床进给系统自动控制
孟庆金 王孝红 景绍洪 孙卫星
(山东建材学院)
摘 要 通过采用可编程序控制器(PLC ) 对龙门铣床关键部分进给系统实现自动控制, 在分析其加工
工艺要求和控制要求的基础上, 完成了程序设计和调试。
关键词 PLC , 龙门铣床, 进给系统
Automatic Control of the Feeding System of Milling Planer
M eng Qingjin, W ang Xiaohong , Jing Shaohong, S un Weixing
(S handong In stitute of Buildin g M ater ial)
Abstract Th rough adopting programmable con troller , the automatic control of the feeding system as a
k ey part of milling planer h as been realized , and on the basis of analyz ing th e dem ands of machin ing pro-
cess and control to m illin g planer , the program des ign and the s hakedow n tes t have been completed .
Keywords PLC, milling planer, feedin g s ystem
1 引 言
龙门铣床是一种高效加工机床。在其加工过程中进给控制起到了至关重要的作用。目前龙门铣床的进给控制大多数采用传统继电器控制方式来实现。该方式存在着故障点多、接线复杂、灵活性小、检修不方便等缺点。PLC 在工业控制中的广泛应用, 为改变上述缺点提供了有效途径。
2 进给系统的组成及工作原理
2. 1 进给系统组成
龙门铣床进给系统主要包括工作台进给电机, 左、右垂直铣头进给电机, 左、右水平铣头进给电机, 床身润滑电机, 冷却泵电机, 各种限位开关和床身液压检测元件等。其中, 各进给电机均为直流电机, 其额定转速均为1000r/min, 额定电压均为180V, 并由同一可控硅整流电源供电。通过调节可控硅整流电源输出电压实现进给无级调速, 以实现不同的加工要求; 通过一按钮设定微动速度来调整床身和对刀。
2. 2 进给系统工作原理
各种进给运动允许进行的前提条件是:加工工件夹紧, 横梁夹紧, 且床身润滑泵已经起动。通过各种控制按钮, 调整工作台及各铣头的进给状态、进给方向、进给速度。工作台沿床身导轨前后移动, 垂直铣头沿横梁导轨左、右移动, 水平铣头沿立柱上下移动, 且均有行程开关限位。收稿日期:1998年2月24日
1998年8月山 东 冶 金
3 控制要求
3. 1 自动控制要求
(1) 在同一时刻, 系统只允许有一个进给运动, 不允许有两个或多个进给运动, 通过琴键按钮来选择进给。(2) 通过按钮选择工作台的工作状态:微动、手动、自动。(3) 通过按钮选择工作台和各铣头的进给方向。(4) 通过按钮进行工作台进给和快速移动的切换。(5) 工作台自动循环。为了满足加工成批单一品种工件的工艺要求, 提高龙门铣床的生产效率和自动化程度, 该龙门铣床设有工作台自动循环功能, 其自动循环过程见图1
。
要进行自动循环操作并
使工作台按规定的循环程序
进行运动, 必须具备两个条
件:一是在起始位置撞块必须
压下决定起始位置的行程开
关; 二是选择工作台状态的开
关旋钮必须扳动在“自动循图1 工作台自动循环过程
环”的位置。上述条件具备后, 只允许按下正向快速按钮, 其操作才有效。每一自动循环的全部过程均需在起始位置开始, 如果中间因故障停车或电网停电, 且自动循环过程未完成时, 则自动循环将无法继续进行, 只能将状态选择开关转换在“进给”位置, 将工作台返回原来的起始位置重新开始。为了保证设备
安全和提高电器控制系统
的可靠性, 在自动循环过程
中, 当工作台正向进给完
毕, 压下正向限位开关时,
经延时2s 后, 才令工作台
快速返回。
3. 2 电气互锁和保护要求
(1) 只有床身润滑泵起
动、液压正常且横梁夹紧
后, 方能进行工作台和铣头
进给操作或快速移动。(2)
各进给电机只有在加励磁
后, 才允许起、制动。(3) 各
进给电机之间设有互锁。
(4) 进给方向之间设有互
锁。(5) 工作台进给与快速
移动之间设有互锁。(6) 各
进给电机起动与制动之间
设有互锁。(7) 过载保护、短
路保护、过电流保护、超速图2 程序框图
孟庆金 王孝红 景绍洪 孙卫星 龙门铣床进给系统自动控制
保护。
4 PLC 控制方案的确定及系统软件设计
根据以上对控制要求的分析, 确定本控制系统共需要25个输入点、10个输出点, 为此选用一台C 60P 可编程序控制器来进行控制。C 60P 基本单元共有32个输入点, 28个输出点, 完全满足需要。
可编程序控制器的最大优点是内部具有定时器和辅助继电器等, 可替代传统的时间继电器和中间继电器, 为控制带来了很大的方便。C 60P 采用梯形图方式编程, 直观明了, 一般电气人员稍加培训即可读懂。通过编程器可以很方便地输入修改程序。在上述控制要求分析的基础上, 按照I/O 分配表, 设计完整的梯形图。其程序框图见图2。
采用可编程序控制器代替传统的继电器控制是实现机电一体化的有效途径, 尤其是在机械加工行业设备改造方面有广阔的前景。实践证明该系统可靠性高, 功能强, 操作简便, 取得了较好的社会效益和经济效益。
1998年全球钢材市场前景看淡
据美国佩因・韦伯公司的统计数据显示, 在美国国内市场上, 热轧带钢的现货平均价每吨约355美元, 而这种产品在美国以外的出口离岸价平均每吨为260～290美元, 俄罗斯、乌克兰等国的钢铁企业出口价则更低, 平均每吨仅为240美元。统计数据还显示, 由于美元升值和过去5a 来美国钢铁生产成本的削减幅度低于国外, 在美国平均生产1t 冷轧线材的成本, 包含管理费用在内应需要447美元, 而在世界其它国家和地区生产同样的产品平均每吨为380。～427美元。韩国成本则更低, 生产这种冷轧线材的成本平均每吨不足300美元。佩因・韦伯公司指出, 目前, 韩国、泰国和印度尼西亚对钢材的需求量已经大幅削减。日本由于国内经济复苏乏力, 钢材需求量的增长也日趋减缓。中国钢材基本已经可以自给, 对外国进口钢材的依赖程度正在下降。美国由于主要用钢部门的建筑业和汽车制造业增长速度也呈下降趋势, 今年预计美国钢材的需求量可能将缩减2%左右。因此该公司称, 1998年全球钢材市场前景看淡。
摘自《世界金属导报》1998年5月21日
美间接钢贸易出现顺差
自美国钢铁协会开始跟踪统计的14a 以来, 1997年美国间接钢贸易量首次出现顺差, 顺差量约为132万t 。情况最糟的1996年间接钢贸易逆差量为1025万t 。这一转变的出现反映了美国制造业在出口钢密集型设备如汽车、大型家用器具和重型机械方面取得了长足进展, 同时也从侧面说明了1997年美国钢消费达峰值的原因。然而, 1998年要想维持这一顺差难度较大。美国钢协主席安德鲁・夏基称, 考虑到国际贸易格局的改变、汇率的波动以及亚洲金融危机的影响, 保持顺差是一项艰巨的任务。
摘自《世界金属导报》1998年5月28日