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PLC在C5235雙柱立式車床數(shù)控化改造中的應用

來源:萬方數(shù)據(jù) 作者:張金全

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所屬頻道:新聞中心

關鍵詞:PLC 車床 數(shù)控

    C5235雙柱立式車床是武漢重型機床廠70年代生產的大型車床,主要加工大型碎礦,選礦備件,是公司的重要設備。其采用接觸器和繼電器進行控制,近年來由于線路老化,接點燒損,電器故障頻繁發(fā)生,控制回路多,故障難以及時排查,加之電子元件改型,給車床的維護檢修帶來極大困難,但考慮到車床主體剛性較好以及節(jié)省費用,經研究決定只保留C5235雙柱立式車床主體,其它部分全部改造或更新,設計方案采用PLC模塊作核心部件,用變頻器驅動主電機帶動工作盤,左右立柱采用步進電機驅動進給運動,更換進給運動的滑動絲桿傳動為滾珠絲桿傳動,用觸摸屏代替控制柜實現(xiàn)脈時顯示與控制。配置脈沖發(fā)生器實現(xiàn)螺紋加工功能,配置自動轉位刀架實現(xiàn)自動換刀功能。

    1 PLC數(shù)控系統(tǒng)的控制原理

      PLC靠運行儲存與PLC內存中的程序,進行人出信息變化來實現(xiàn)控制。普通計算機進行人出信息交換,多只考慮信息本身,信息的人出,只要人機界面好就可以了,而PLC則還要考慮信息入出的可靠性,實時性以及信息的使用等問題,特別應考慮怎么適應于工業(yè)環(huán)境,如便于安裝抗干擾等問題。數(shù)控化改造工作就是將刀架、x、z向進給改為數(shù)控控制,根據(jù)改造特點,伺服元件采用步進電機,實行開環(huán)控制系統(tǒng)就能滿足要求。z向脈沖當量取0.01 mm,x向脈沖當量取0.005mm。C5235雙柱立式車床數(shù)控化改造采用SIEMENS6ES6440-2UD35-5FAI變頻器、松下MHMA 40ZAIG伺服電機、SIEMENS 6E6721 6-2BD23-OXBO PLC等元件組成控制系統(tǒng)。驅動步進電機脈沖信號由編程產生,通過程序產生不同頻率脈沖實現(xiàn)變速。x、z向動作可通過輸入手動操作或程序自動控制。車螺紋的脈沖信號由主軸脈沖發(fā)生器產生,通過與門電路接入PLC輸入端,經PLC程序變頻得到所需導程的脈沖。刀架轉位、車刀進、退可由手動或自動程序控制。圖1為數(shù)控系統(tǒng)原理圖。

    圖1數(shù)控系統(tǒng)原理圖

    2 C5235雙柱立式車床的編程結構

      C5235雙柱立式車床程序包括1個主程序(OBl)以及11個子程序,其中包含5個接口子程變頻器控制子程序:

      PWMO—RON(SBRl)PWML-RON(SBR2)

      控制子程序:ASIO-CTRL(SBR8)

      讀子程序:ASIO-READ(SBR9)

      寫子程序:ASIO-WRITE(SBRl 0)1個人機界面(觸摸屏)子程序:HSC-INrr(SBR7)5個控制部分子程序:

      工作臺速度控制子程序:SBR-0(SBRO)

      左立柱控制子程序:SBR-3(SBR3)

      右立柱控制子程序:SBR-4(SBR4)

      左刀架控制子程序:SBR-7(SBR5)

      右刀架控制子程序:SBR-6(SBR6)

      2.1 主程序(OB1)

      主程序包含故障指示報警,導軌溫度保護,齒輪嚙合,油泵運行反饋,刀架伺服,橫梁夾緊,工作臺正常工作等控制方面。其故障指示報警和齒輪嚙合梯形圖指令程序見圖2。

    圖2報警和齒輪嚙合梯形

      2.2 子程序梯形圖指令程序

      左刀架控制子程序SBR-7(SBR5)部分梯形圖指令程序如圖3。

    圖3左刀架控制子程序部分梯形圖

    3 結束語

      C5235雙柱立式車床采用PLC程序控制后使車床性能得到了提升:實現(xiàn)了精確控制與顯示,加工錐體不再板立柱,安裝專用掛輪系統(tǒng),而只需輸入指令,并且通過專用軟件可與生產管理系統(tǒng)相連接,在后續(xù)通過編程還可實現(xiàn)球面,拋物面和復雜曲面加工以及軟件升級與開發(fā)。

      編者認為采用PLC作為車床的數(shù)控系統(tǒng)成本低、系統(tǒng)簡單、調整方便,滿足了車床對加工精度、表面質量,生產率以及使用壽命的要求,各項性能指標與數(shù)控車床基本接近,具有一定經濟性、實用性和穩(wěn)定性,值得推廣。

    (審核編輯: 滄海一土)

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