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PLC和交换伺服在数控钻铣床中的利用

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  • 发布日期:2009-12-11 15:26
  • 有效期至:长期有效
  • 方案区域:广东湛江市
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详细阐明
摘要:本文通过介绍用国产PLC及交换伺服把持系统成功制做数控钻铣床,论述了该设备的系统构成、硬件配置和针对实际产品工件加工时程序的设计。

要害词:数控钻铣床;PLC;交换伺服;变频器;主轴
引言:在新开发的产品中有一个型号为Q7的长条铝基台,要在上面加工两个φ3.7×1.65的平底盲孔,由于恳求精度高,批量大,故无法用传统的钻模在钻床上加工,也很难在传统铣床上面加工,即使能加工效率也很低,并且设备损耗和电力损耗也很大。此工件的加工有着非常广泛的代表性,生产的很多产品有着类似的恳求,为此,我们设计制做了一台用于此类产品加工的设备——通用型数控钻铣床。
一、系统概述
系统构成如图1所示,把持部分采用PLC,并配以人机界面进行程序参数修正、设定,

 

 


以及运行状态显示监控,可编程设置人机界面的内容。三轴均为全数字交换伺服系统,各轴伺服电机通过连轴器带动滚珠丝杠,以移动配有直线导轨的工作台和主轴铣头,其定位正确,速度快。主轴铣头由变频器把持,根据刀具及工件和进给量,来设置主轴合理的转速,并在程序中设定它的启动结束。各轴均设二端极限传感器和原点传感器,冷却和润滑也都有异常检测,在报警灯和人机界面处显示报警信息。为便于调试和检修,各项操作均设手动功效,如手动各轴快慢移动、主轴高低速旋转、切削液及润滑开关等。此机床整体虽为半闭环把持,只要选件、装配、程序编制及操作合理,精度和牢固性还是能满足利用恳求的。
二、硬件配置
PLC选用永宏的FBS-40MCT,该型机具有较高的性价比,体积小,功效强,24点输入,其中有16点高速计数器,频率可达120K,16点输出,其中有4轴步进或伺服输出整合在里面,输出频率可达120K,使利用起来非常方便,接线简捷。编程软件WinProladder有梯形图大师之称,易学易用且功效壮大,编辑、监督、除错等操作非常顺手,按键、鼠标并用及在线即时指令功效查询与操作指引,使编辑、输入效率倍增。
接点分配:取各轴伺服电机的Z信任号作原点开关,要分接在几个高速输入点上,用中断进行机床原点复归,其余限位开关、操作开关、液位检知等惯例接点可按次序依次接入。X、Y、Z三轴伺服电机连在前3轴伺服输出点,主轴高低速、冷却、报警等接在其余输出点上。
X、Y、Z3轴伺服系统均选用雷同的,和利时的ES系列全数字交换伺服驱动器0040E-CBCEE-02,和60系列小惯量的伺服电机60CB040C-2DE6E。该伺服系统功效比较完善,如能耗制动、电子齿轮、主动加减速等,具备多种脉冲串输入,掩护功效也比较完备,有欠压、过压、过流、过载、堵转、失速、地位超差、编码器异常等。在此设备中按集电极开路驱动方法连接至PLC,最高脉冲输入频率为200K,伺服ON、Z信任号等也做相应连接。
变频器选用富凌的DZB70B0015L2A,规格为单相1500W,400Hz,有多步速供编辑利用。由于正常利用时不频繁变速,故速度调节设定不引出,只在变频器操作面板上调节,设定两个速度,高速用于加工,低速用于对刀。调节相干参数与主轴匹配,如基频、基压、运行频率上限、载频等,并修正相应跳线。
主轴没有采用传统方法,而是根据加工需要,采用了雕刻机用的电主轴,安阳莱必泰的ADX80-24Z/1型,其体积小、噪音低,直径只有80mm,这样使全部主轴箱便于整体密封,可有效地防止加工中的碎屑飞溅到Z轴的丝杠和导轨上造成侵害,也使主轴箱外表显得雅观。它的最高转速为24000转/分,使正常工作转速6000-14000转有一个合适的余量领域。
人机界面选用人机电子的通用可编程文本显示器MD204L,它可以以文字或教唆灯等情势监督、修正PLC内部存放器或继电器的数值及状态。

三、软件设计
520彩票开户 机床工作的流程图如图2所示,开机后先检测手动开关是否有效,若手动开关有效



即利用各手动把持开关履行手动操作的项目。若手动开关无效,则启动原点复归程序,各轴进行机床原点复归,先回Z轴再回其它两轴,当所有轴都原点复归成功后才干进行到下一步。若刀具和工装夹具、工件程序均没有变动,可复位到加工筹备状态而不进行对刀,若需对刀,则打开对刀开关启动对刀程序,3轴分辨对刀,即找工件原点,利用手动各轴移动开关快慢移动各轴,使工件的三个面分辨碰触低速旋转的刀具,刚好碰上为止。对好后,按对刀OK确认,再输入刀补,经过程序处理,即形成工件原点也就是编程0点,编程时根据此0点按照图纸打算刀具路径,可使操作者思路明确,编辑运算简略。操作者编辑的是用户程序,可以编辑刀具轨迹,就是各轴移动坐标,还有移动速度、循环加工时的循环次数等。编好程序后或利用当前途序时,即复位到筹备状态:各轴移动到初始位—一个合适的地位,装卸工件方便、不易碰触刀具时,装上工件,按启动即可开端加工,主轴运转,冷却液开,各轴按程序设定坐标移动。当加工结束时,机床复位,即各轴又移动到初始位,主轴停,冷却关,这时可卸下工件,完成加工过程。
520彩票开户 工件的加工流程图如图3所示,以Q7产品为例,胎具上一次装夹15只工件,那么

 

就有30个φ3.7的平底盲孔需要加工,刀具选用φ3.7的2刃钨钢立铣刀,钻削加工,钻削深度1.65mm。在筹备状态时紧靠工作台上的定位固定好胎具,按启动后,主轴旋转,待主轴即将达到额定转速时,X、Y轴同时运转到第一加工工位,也就是第一个孔的X、Y工件坐标值,此时冷却液打开、Z轴快速降落到加工区,即铣刀端面即将触及工件加工面,迅速变用缓慢的工进速度开端钻削加工。当加工深度达到设定深度(1.65mm)时,Z轴带动铣刀迅速抬起,抬起的高度为铣刀端面程度方向上碰触不到工件及胎具为准。计数器加1后程序进行比较运算,断定加工是否完了,如否,则X、Y轴持续运转到下一加工工位,再重复Z轴降落加工动作。如加工完了,产量计数器加数、主轴停转、冷却液关闭,同时发出5s声光报讯,用以提示操作者,各轴移动到初始位:Z轴到上端;X轴到左端;Y轴到外端。卸下胎具后,一个加工周期完成,装上胎具再按启动即开端进行下一轮加工。

四、一些着重的电气措施
1.主回路加装漏电断路器,相应回路都安装合适的断路器。
2.PLC和伺服系统的电源处都分辨加有电源滤波器。
3.各直流继电器线圈都并接反峰二极管,交换接触器线圈并接阻容吸收回路。
4.润滑、主轴冷却都设液位低报警器。
5.伺服把持线、人机界面通信线等利用屏蔽线,并远离电源线。
6.在拖链内走线,利用耐折的柔性电缆,并尽量增大拖链的弯曲半径。
7.变频器与PLC、伺服驱动器等保持必定距离。
 

 
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