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PLC控制步进电机在农用车齿牙加工铣床上的应用
 

PLC控制步进电机在农用车齿牙加工铣床上的应用宋健袁驰2,杜国臣2,孙学岩2(1.中国农业大学,北京100083;2.潍坊学院,山东潍坊261IM1)我国是一个机床大国,拥有300多万台普通机床和大量的专用机床,数量居世界前列。但其中大多数采用继电接触器控制,设备落后,技术陈旧,手工操作,效率低,质量差。利用先进的控制技术,对原有的旧设备进行不同程度的改造,是提高我国制造水平的重要途径。为此,笔者对农用车离合器齿牙加工铣床进行改造,保留了原机床的基础部分,利用PLC和步进电机对其控制系统进行了改造。

  1问题的提出为牙嵌离合器体的零件简图。这种三角形齿的离合器体的齿数,根据不同的使用要求,有30、45、60、75等多种齿数。原来一直使用卧式铣床,利用分度头加工。加工时,工人手摇纵向工作台手柄,铣出一个齿,然后由手动分度头分度。如此反复,直至全部将齿铣出。

  采用这种方法加工,一次分度错误将使整个零件报废,而且效率低,工人操作紧张,劳动强度大。为此,决定对其进行改造,使整个加工过程自动化。

  工作时,按下自动加工开关:纵向工作台快进工作进给一快退一分度头分度,直至加工完毕。为总体结构简图。

  1.铣刀2.分度头3.步进电机4.纵向工作台步进电进机5.升降台机床总体结构简总体设计方案整个改造工作是在原来使用的X62W铣床进行。为了提高控制系统的可靠性和柔性,减少系统设计的工作量,控制系统采用PLC控制。将步进电机加装在原分度头的手摇轴上,由PLC控制实现自动分度。根据加工过程的需要,进给运动只保留纵向运动,利用原机械传动链,由行程开关发出控制信号,PLC控制实现自动加工。

  3步进电机的选择及控制根据加工时的分度要求,综合考虑步进电机的性能,选择五相十拍的90BC536型步进电机。因为分度头的传动比>40,即分度头手柄转1圈,分度头主轴转1/40圈。因此,可以换算出分度一个齿应向步进电机输人的由于PLC具有较好的实时刷新功能,可以产生一定频率的脉冲信号,而且PLC具有大功率的晶体管输出接口,能够满足步进电机绕组的电压和电流要求。为了减少系统设计的工作量,提高可靠性,选择PLC控制系统。

  步进电机的角位移与输人脉冲的个数成正比;转速与脉冲频率成正比;转向与脉冲分配到步进电机的各相绕组的相序有关。利用PLC产生一定周期的控制脉冲,使移位寄存器移位,产生十拍时序,通过五相十拍环形分配器使5个输出继电器按单双十拍的通电方式接通,工进点动主轴制动快退点动主轴电机急停工作台快退过载保护工作台工进。

  过载保护工作台快进过载保护步进电机绕组A相冷却泵起动步进电机绕组B相自动/调整步进电机绕组C相正转制动步进电机绕组D相反转制动步进电机绕组E相工作台原位调整指示工进开关自动指示5PLC控制系统的程序设计PLC控制结线图根据机床加工过程的控制要求,按照步进电机绕组的通电顺序,分析输人输出量之间的关系,设计PLC的控制程序。为程序的总体结构图,它由公共程序、手动调整程序和自动加工程序等3个程序段组成。

  公共程序设置了状态指示、主轴启制动、变速点动、冷却泵启动和禁止输出等功能。

  手动操作不需要任何复杂的顺序控制,可用常轨的继电器电路设计方法,利用基本逻辑指令编程。

  6结束语经过PLC控制步进电机自动化改造以后的机床,提高了生产效率,降低了工人的劳动强度和废品率。特别是在不改变原机床结构的条件下,采用PLC直接控制步进电机,简单可靠,投资少,而且减少了系统设计的工作童,大幅度的缩短了开发研制周期,有较高推广和实用价值。

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