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1 引言

X62W 型萬能加工中心是一種多用途的臥式加工機(jī)床，良好的加工性能使其得到了廣泛的應(yīng)用，但它的電氣控制部分大多數(shù)還是采用傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制，這種控制方式接線復(fù)雜，維修費(fèi)時機(jī)械元件重復(fù)使用率較低，易導(dǎo)致電氣故障率偏高。

PLC 控制系統(tǒng)控制穩(wěn)定可靠，維修方便，更能適應(yīng)現(xiàn)代加工工藝流程變更快的特點(diǎn)，通過用PLC 對X62W 加工中心的電氣控制部分進(jìn)行改造，無論從經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)效率都會有很大的提高。

2 X62W萬能加工中心論述

2.1 X62W機(jī)械部分組成

X62W 型萬能加工中心，電力拖動部分采用三相籠形異步電動機(jī)，其中銑刀旋轉(zhuǎn)運(yùn)動為主運(yùn)動與工作臺的進(jìn)給運(yùn)動分別由單獨(dú)的電動機(jī)拖動。其機(jī)械部分主要由床身，懸梁，刀桿支架，主軸，工作臺和升降臺等幾部分組成；銑刀加工有順銑和逆銑，銑刀裝在刀桿上，刀桿一端與主軸相連，另一端裝在刀架上，以進(jìn)行切削加工；加工中心升降臺可沿加工中心前面垂直導(dǎo)軌上下移動，進(jìn)行上下方向的進(jìn)給加工，在升降臺的上面，水平導(dǎo)軌上裝有溜板；回轉(zhuǎn)盤在溜板上部，回轉(zhuǎn)盤可以單向轉(zhuǎn)動，工作臺的運(yùn)動為進(jìn)給運(yùn)動。

2.2 X62W加工中心控制電路分析

X62W 的原電氣原理圖如圖1 所示。X62W 型萬能加工中心是由三臺電動機(jī)共同完成各種加工時的動作功能。M1 為主軸電動機(jī)，M2 為工作給進(jìn)電動機(jī)，M3 為冷卻泵電動機(jī)，三臺電動機(jī)都具有可靠的短路保護(hù)和過載保護(hù)。整個電氣原理圖有主電路，控制電路和照明信號電路三部分。

圖片.png

圖1 X62W電氣原理圖

2.2.1 主電路分析

主電路部分在電氣原理圖左側(cè)，X62W 共有三臺異步電動機(jī)，M1 是主軸電動機(jī)，驅(qū)動銑刀進(jìn)行銑削加工；M2 是進(jìn)給電動機(jī)，；M3 是冷卻泵電動機(jī)，供應(yīng)冷卻液。三臺電動機(jī)采用熔斷器作短路保護(hù)，用熱繼電器作過載保護(hù)，交流接觸器還有欠壓失壓保護(hù)。主軸電動機(jī)在工作過程中不頻繁的正反轉(zhuǎn)，用組合開關(guān)SA5 手動控制換向。而進(jìn)給電動機(jī)在工作過程中要頻繁的拖動工作臺上下前后左右的移動，所以在此電路中采用接

KM2 和KM3 兩個交流接觸器進(jìn)行換向。冷卻泵電機(jī)M3 要求在主軸電動機(jī)M1 起動后才能起動，具體的操作有手動開關(guān)

SA3 控制。

2.2.2 控制電路分析

（1）主軸電動機(jī)的控制

在X62W 上為操作方便，主軸電機(jī)用兩地控制，工作臺上安裝按鈕SB1 和SB3.，床身上安裝著另一組按鈕SB2 和SB4，交流接觸器KM1 控制主軸電動機(jī)M1 的起動和停止，YC1 電磁離合器控制主軸的制動，ST7 是主軸變速瞬時沖動的點(diǎn)動開關(guān)。

（2）進(jìn)給電動機(jī)的控制

左右進(jìn)給手柄置“左”，壓下ST2，傳動鏈搭合左右進(jìn)給絲杠，KM2 線圈得電，M2 正轉(zhuǎn)，工作臺向左進(jìn)給。

左右進(jìn)給手柄置“右”，壓下ST1，傳動鏈搭合左右進(jìn)給絲杠，KM3 線圈得電，M2 反轉(zhuǎn)，工作臺向右進(jìn)給。

上下和前后進(jìn)給手柄置“上”，壓下ST4，傳動鏈搭合上下進(jìn)給絲杠，KM3 線圈得電，M2 反轉(zhuǎn)，工作臺向上進(jìn)給

上下和前后進(jìn)給手柄置“下”，壓下ST3，傳動鏈搭合上下進(jìn)給絲杠，KM2 線圈得電，M2 正轉(zhuǎn)，工作臺向下進(jìn)給。

上下和前后進(jìn)給手柄置“前”，壓下ST3，傳動鏈搭合前后進(jìn)給絲杠，KM2 線圈得電，M2 正轉(zhuǎn)，工作臺向前進(jìn)給。

上下和前后進(jìn)給手柄置“后”，壓下ST4，傳動鏈搭合前后進(jìn)給絲杠，KM3 線圈得電，M2 反轉(zhuǎn)，工作臺向后進(jìn)給。

進(jìn)給過程需要變速時，先通過進(jìn)給變速盤選擇好速度后。速度調(diào)整過程中，行程開關(guān)ST2 被擋塊壓下，接觸器KM2 線圈通電，接觸器KM2 主觸點(diǎn)控制電機(jī)M2 運(yùn)行；當(dāng)變速盤復(fù)位后，行程開關(guān)ST2 復(fù)位，電機(jī)M2 斷電停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

在手柄推進(jìn)的過程中，擋塊壓下行程開關(guān) ST2，接觸器

KM2 得電動作，變速盤復(fù)位后行程開關(guān)ST2 復(fù)位，接觸器KM2主觸點(diǎn)斷開，電機(jī)M2 斷電停止，進(jìn)給變速時的瞬時點(diǎn)動結(jié)束。轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1 控制圓形工作臺的工作，當(dāng)開關(guān)SA1 在接通

位置時圓工作臺可以旋轉(zhuǎn)，此時：觸頭SA1-1 斷開，觸頭SA1-3 斷開，觸頭SA1-2 閉合，接觸器KM2 線圈通電，接觸器KM2 主觸點(diǎn)閉合電動機(jī)M2 通電運(yùn)行，圓形工作臺通過一根專用軸帶動做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。

冷卻和照明控制，冷卻泵電機(jī)M3 要求在主軸電動機(jī)M1 起動后才能起動，具體的操作有手動開關(guān)SA3 控制。照明電路采用36V 安全電壓，通過SA4 手動控制。

3 X62W加工中心控制線路的PLC 改造及實(shí)現(xiàn)

3.1 改造方案的確定

1）不改變原有的操作方法。

2）用PLC 軟繼電器代替中間繼電器以簡化電路，其他控制元件不變。

3 ）控制線路中還用熱繼電器作過載保護(hù)。

4 ）指示燈接線方法不變。

5 ）主軸、進(jìn)給變速箱操作方法和原來加工中心相同。

3.2 控制要求

X62W 經(jīng) PLC 改造后應(yīng)能夠滿足原來所有的控制要求。包括：

1）主軸電動機(jī)M1 有過載和短路保護(hù)，兩地控制，能夠正反轉(zhuǎn)，采用電磁制動。

2）工作臺進(jìn)給電動機(jī)M2 有過載和短路保護(hù)，能夠正反轉(zhuǎn)，空行程時可快速移動。

3）冷卻泵電動機(jī)M3 有過載和短路保護(hù)，在銑削加工時手動控制提供切削液。

4）主軸電動機(jī)M1 起動以后工作臺電動機(jī)M2 才能起動工作的順序控制要求。

3.3 PLC 選型

I/0 點(diǎn)數(shù)是PLC 選擇的重要參數(shù)之一，PLC 輸入輸出點(diǎn)數(shù)可根據(jù)原繼電器控制電路來計(jì)算X62W 加工中心輸入輸出共需19 點(diǎn)。通過計(jì)算、后續(xù)功能擴(kuò)展和其他輔助功能的需要,這里我們選用松下FP0-C16 型PLC,用其擴(kuò)展之后的FP0-E16 輸入輸出點(diǎn)數(shù)為32 點(diǎn)。

3.4 分配I/O 表

3.5 梯形圖

結(jié)合機(jī)床電氣控制的基本原理，按照PLC 梯形圖程序設(shè)計(jì)的原則。設(shè)計(jì)出的梯形圖如下：

圖片.png

圖2 X62W萬能銑床梯形圖

最為廣泛工具就是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD，還有計(jì)算機(jī)輔助指導(dǎo)

CAM。另外，計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計(jì)以及機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)方面也有著十分廣泛的應(yīng)用。在當(dāng)前電子工業(yè)生產(chǎn)方面，在對集成電路及印刷電路板進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，也需要對計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)進(jìn)行利用，并且在實(shí)際應(yīng)用過程中表現(xiàn)出較明顯優(yōu)勢。比如，CAD 技術(shù)就是通過微型機(jī)建模方法對工程圖紙進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，對于三維星際建模而言，其主要就是由二維信息中對相關(guān)三維信息進(jìn)行提煉，并且適當(dāng)處理這些三維信息，在此基礎(chǔ)上使三維信息與二維信息之間實(shí)現(xiàn)有效對接，進(jìn)而使星體重新構(gòu)建得以實(shí)現(xiàn)。此外，計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)在地形圖紙及測繪方面也有著十分廣泛的應(yīng)用，對于相關(guān)地形地貌及自然資源圖也需要對該技術(shù)進(jìn)行利用。因而地形測繪工作人員可利用三維地形圖或者平面圖對自身所收集相關(guān)信息進(jìn)行存儲，從而提供較好的依據(jù)，使領(lǐng)導(dǎo)層進(jìn)行較好的決策。在此基礎(chǔ)上也就能夠?qū)ψ匀毁Y源進(jìn)行較好的利用，得到更加理想的效果。

3.2 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用

在產(chǎn)品研發(fā)過程中，需要相關(guān)研發(fā)人員利用參數(shù)形式在計(jì)算機(jī)中輸入研發(fā)流程步驟，一方面可在研發(fā)過程中提供相關(guān)指導(dǎo)，另一方面也能夠監(jiān)控產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量及形狀，從而使設(shè)計(jì)的產(chǎn)品性能具有較好的保障。在實(shí)際操作過程中，通過將計(jì)算機(jī)繪圖平臺引入，不但能夠使實(shí)際人員工作效率得以較大程度的提升，并且可使產(chǎn)品質(zhì)量得以較好的改善。比如，在對汽車零件進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)時，利用實(shí)物測試方式才能夠得到相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并且對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，對于這種方式而言，必然會浪費(fèi)不必要的人力資源及物力資源，并且實(shí)驗(yàn)結(jié)果精準(zhǔn)性也很難得到較好的保障。而通過數(shù)字化進(jìn)行汽車零件設(shè)計(jì)，可使工作人員設(shè)計(jì)效率得以有效提升，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性方面可提供更加理想的保障。另外，利用CAD 技術(shù)能夠模擬實(shí)驗(yàn)過程，并且能夠?qū)α慵踩阅芗敖Y(jié)構(gòu)強(qiáng)度等進(jìn)行較好的評定，從而使零件安全性及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度能夠得到更加理想的保障，從而得到更加理想的設(shè)計(jì)效果[2-3]。

4 結(jié)語

計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)作為一項(xiàng)專業(yè)性較強(qiáng)的技術(shù)，在很多領(lǐng)域及行業(yè)內(nèi)有著廣泛的應(yīng)用，并且發(fā)揮著越來越重要的作用。在計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展過程中，為能夠得到更加理想的效果，應(yīng)當(dāng)對有關(guān)關(guān)鍵技術(shù)較好地掌握，并且充分把握該技術(shù)的具體應(yīng)用。在實(shí)際生產(chǎn)及設(shè)計(jì)中，對計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)進(jìn)行較好的應(yīng)用，能保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)取得更加理想的效果。

標(biāo)簽：加工中心

分類：加工中心

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