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大型PLC可編程控制器

CPMlA型PLC在三面多軸鉆床中的應(yīng)用

發(fā)布日期:2022-04-27 點(diǎn)擊率:70 品牌:小金井_Koganei

組合機(jī)床是能多機(jī)多刀同時(shí)工作,且具有工作自動(dòng)循環(huán),進(jìn)行特定加工的一種高效率自動(dòng)化專用加工設(shè)備。組合機(jī)床通常由標(biāo)準(zhǔn)通用部件和加工專用部件組合構(gòu)成,動(dòng)力部件采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)或液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng),由電氣系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)循環(huán)的控制,是典型的機(jī)電或機(jī)電液一體化的自動(dòng)化加工設(shè)備。三面多軸鉆床是用于加工全順卡車后橋殼總成及11B型后橋殼總成三面連接孔的組合機(jī)床,電氣控制較復(fù)雜。具體鉆削工作程序如下。 

(1)將工件吊到工作臺(tái)上,工件以Φ85mm外圓柱面粗定位; 
(2)人工將工件向前推靠到模板上,使內(nèi)孔Φ227mm與定位銷配合,大平面粗定位; 
(3)兩端鉆模板及兩彈性頂尖快進(jìn),兩彈性頂尖先頂?shù)絻傻菇翘幒?,大平面定位?span id="575vfn7" class="Apple-converted-space"> 
(4)鉆模板繼續(xù)向前定Φ63.6±0.05mm及Φ82.5±0. 075 mm,并夾緊兩法蘭端面; 
(5)反面夾緊大平面; 
(6)三個(gè)鉆削頭快進(jìn)→工進(jìn)→快退,停各自的鉆削頭; 
(7)先松開(kāi)大平面來(lái)緊裝置,再松開(kāi)兩法蘭端面,停機(jī),循環(huán)完成。 

機(jī)床三面都可單獨(dú)處于調(diào)整狀態(tài),也可自動(dòng)循環(huán)。機(jī)床有冷卻系統(tǒng),導(dǎo)軌采用自潤(rùn)滑。工件和刀具采用冷卻循環(huán)系統(tǒng)、鐵屑采用強(qiáng)力冷卻沖洗。 

一、電氣硬件 

根據(jù)機(jī)床加工要求,設(shè)有電動(dòng)機(jī): 

(1)M1潤(rùn)滑電動(dòng)機(jī),~380V,40W,0.17A; 
(2)M2滑一臺(tái)液壓泵電動(dòng)機(jī),Y112M -4-B34kW,8.77A; 
(3)M3定位夾緊液壓泵電動(dòng)機(jī),YlOOL1-4-B3,2.2kW,5.03A 
(4)M4冷卻泵電動(dòng)機(jī),JCB-45,150W,0.47A 
(5)M5冷卻泵電動(dòng)機(jī),JCR-45,150W,0.47A 
(6)M6左動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī),Y132M2-6-B5,5.5kW,12.6A; 
(7)M7右動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī),Y132M2-6-B5,5.5kW,12.6A; 
(8)M8后動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī),Y100M-6-B5, 

根據(jù)液壓動(dòng)作要求,設(shè)有19個(gè)電磁鐵、10個(gè)信號(hào)燈、15個(gè)行程開(kāi)關(guān)、4個(gè)壓力繼電器及11個(gè)左右按鈕,因此,該組合機(jī)床的電液控制顯得很重要。液壓傳動(dòng)易獲得較大的力和轉(zhuǎn)矩,運(yùn)動(dòng)傳遞平穩(wěn),控制方便,易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,尤其在和電氣控制系統(tǒng)配合使用時(shí)易于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動(dòng)工作循環(huán)。組合機(jī)床是典型的順序控制。我們采用歐姆龍CPMlA型PLC來(lái)控制。 

主電路圖(較復(fù)雜,略)中,所有電動(dòng)機(jī)均有斷路器保護(hù),交流接觸器控制;機(jī)床、照明、控制電源、PLC電源、PLC直流負(fù)載電源PLC交流負(fù)載電源均設(shè)有變壓器,可以防止相互干擾。變壓器一、二次側(cè)各設(shè)有自動(dòng)開(kāi)關(guān)保護(hù)。 

控制電路設(shè)有聯(lián)鎖保護(hù),操作者不插人鑰匙按鈕SB4,或打開(kāi)電氣柜前后門(門上裝有兩只門開(kāi)關(guān)SAO)或按壓急停按鈕SBO,均將使電源總斷路器QFO的脫扣線圈得電而跳閘,保護(hù)人身及設(shè)備安全。另外,機(jī)床的潤(rùn)滑和冷卻到位,才能起動(dòng)液壓系統(tǒng)。 

二、PLC控制原理 

工作粗定位后按工作循環(huán)按鈕,左、右?jiàn)A緊缸帶動(dòng)滑臺(tái)快進(jìn),接近工件后停止,后端面定位缸向前靠定工件大平面,到位行程開(kāi)關(guān)及莊力繼電器發(fā)出左、右?jiàn)A緊缸慢靠信號(hào)。慢靠到位后,終點(diǎn)行程開(kāi)關(guān)及壓力繼電器發(fā)出信號(hào),后端面夾緊缸夾緊。夾緊后,壓力繼電器得電發(fā)信號(hào),左、右、后工作滑臺(tái)同時(shí)快進(jìn)、工進(jìn)、快退,并壓合各自的原位行程開(kāi)關(guān)。至此,完成一個(gè)工作循環(huán)。 

共需48個(gè)輸人點(diǎn),34個(gè)輸出點(diǎn)(I/Q分配表略)。選用一個(gè)40點(diǎn)CPMlA型CPU單元,帶三個(gè)擴(kuò)展,即一個(gè)CPMlA-40CDR-A-V1,帶三個(gè)CPM1A-20EDR1。為避免PIC輸出點(diǎn)被燒壞,在輸出口與控制元件之間的一組COM之間加裝低壓斷路器。下面僅對(duì)比較重要的幾段梯形圖控制原理作一分析。 

(1)聯(lián)鎖與解鎖(IL ILC)。在循環(huán)操作方式下,輸入點(diǎn)00004、00005、00006、0007必須有一點(diǎn)閉合,而且必須是兩臺(tái)液壓泵均已起動(dòng)。解決這一問(wèn)題的辦法是將這兩個(gè)接觸器的常開(kāi)輔助觸點(diǎn)作為輸人點(diǎn)弓PLC輸人口00000(即00000是閉合的),也就是說(shuō)CNT007必須是閉合的;所有的運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)還必須均在原位,即20000~20005全部閉合。只有在此時(shí)按壓循環(huán)按鈕00008才會(huì)閉合,也只有在上述條件全部滿足時(shí),才會(huì)發(fā)出循環(huán)信號(hào)即20006有輸出,這是循環(huán)的條件。 

(2)自動(dòng)潤(rùn)滑泵的控制梯形圖。機(jī)床導(dǎo)軌必須要有潤(rùn)滑,否則導(dǎo)軌磨損,夾軌發(fā)熱。導(dǎo)軌還有一定密封性,因此潤(rùn)滑油流必須要有一定的壓力。為此,潤(rùn)滑管路上裝有壓力繼電器,接在00311輸人點(diǎn)上,還要保證必須時(shí)刻有足夠的潤(rùn)滑油油量。在油面上設(shè)油面開(kāi)關(guān)SQ15,接在00001輸人點(diǎn)上,控制梯形圖見(jiàn)圖1。

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控制原理是:當(dāng)機(jī)床停電重新開(kāi)動(dòng)時(shí),不管是調(diào)整還是循環(huán),只要潤(rùn)滑系統(tǒng)油壓不夠,00314輸人點(diǎn)不閉合,在通電瞬間,即一個(gè)掃描周期內(nèi),由于特殊輔助繼電器25315閉合一次,計(jì)數(shù)器CNT007就被清零。在有潤(rùn)滑油的情況下,00001“ON”, TIM008“ON”, CNT007 “0N”。此時(shí),輸出繼電器01402“ON”,,交流接觸器K1線圈得電吸合,潤(rùn)滑泵電動(dòng)機(jī)M1得電運(yùn)轉(zhuǎn)。3s后,TIM008的常閉點(diǎn)變?yōu)椤癘FF”K1因此失電,M1停止轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)M1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),由于油壓升高,油壓壓力繼電器常開(kāi)接點(diǎn),閉合,00311由“OFF”變?yōu)椤癘N”,計(jì)數(shù)器CNT007計(jì)數(shù)次。油壓下降時(shí),又重復(fù)上面的過(guò)程。當(dāng)CNT007計(jì)數(shù)6次時(shí),CNT007有輸出,01402變成“OFF”,Ml不再轉(zhuǎn)動(dòng),直到下次機(jī)床再初次得電時(shí)為止。潤(rùn)滑泵每次運(yùn)行3s,共運(yùn)行7次,完全可以保證機(jī)床導(dǎo)軌連續(xù)工作4h以上,潤(rùn)滑良好。 

(3)原位程序設(shè)計(jì)。這是一個(gè)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)問(wèn)題,必須對(duì)液壓缸的運(yùn)動(dòng)過(guò)程很了解。由于三面多軸鉆各種液壓缸有七只之多,如不對(duì)原位的程序設(shè)計(jì)進(jìn)行巧妙處理,調(diào)試、運(yùn)行,就有可能發(fā)生偶有不順利的情況。因?yàn)橛捎诜N種原因,比如電磁閥的關(guān)閉、壓力繼電器的抖動(dòng)等,會(huì)造成液壓缸回原位時(shí)不一定每次都政壓著原位行禪勝府時(shí)魂回過(guò)琳但又不能讓它撞缸,故以此來(lái)定原位。因此,凡在調(diào)整狀態(tài)下,原位指示均由原位行程開(kāi)關(guān)的閉合使原位信號(hào)燈亮(程序見(jiàn)圖2)。

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在循環(huán)狀態(tài)下,設(shè)計(jì)成另一種軟件原位信號(hào),如圖2的左夾緊原位信號(hào)。當(dāng)左夾緊缸回到原位,不管有無(wú)超原位,只有壓合了原位行程開(kāi)關(guān)00009“ON”,20000有輸出,并自鎖;只有當(dāng)左夾緊缸前進(jìn),01106變成“OFF”,20000才由“ON ”變成“OFF”,無(wú)輸出;指示左夾緊缸不在原位。 

這種設(shè)計(jì),一方面能在調(diào)整狀態(tài)下(不受IC、ICL聯(lián)鎖)通過(guò)觀察01006信號(hào)燈是否亮,來(lái)方便地確定原位行程開(kāi)關(guān)安裝位置是否合適;另一方面,又能保證在循環(huán)狀態(tài)下不會(huì)由于個(gè)別行程開(kāi)關(guān)被壓合后,油缸行程沖過(guò)頭,確保循環(huán)良好。 

三、電器元件的選用 

(1)低壓斷路器、交流接觸器、變壓器等主要外購(gòu)電器元件一律選用進(jìn)口產(chǎn)品或符合IEC標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)產(chǎn)品。 

(2)工作選擇開(kāi)關(guān)選用萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān),調(diào)整按鈕一律選用選擇鈕。這樣,操作面板上大大減少了開(kāi)孔個(gè)數(shù),使操作簡(jiǎn)單明了。 

(3)根據(jù)I/0分配圖及其線路上的交接點(diǎn),在計(jì)數(shù)接線座時(shí),選取適當(dāng)?shù)摹奥?lián)接型”座子,以利施工、維護(hù)。 

四、注意事項(xiàng) 

(l)由于三面幾同時(shí)多軸鉆孔加工鋼鑄件,產(chǎn)生熱量較大,需要強(qiáng)力冷卻,因此造成各限位的接近開(kāi)關(guān)使用環(huán)境較惡劣,接近開(kāi)關(guān)成了電器元件中的易損件,需重點(diǎn)維護(hù)。 

(2)該機(jī)床有兩套液壓系統(tǒng),減少了液壓缸之間壓力的干擾,但調(diào)節(jié)液壓壓力及流量時(shí),應(yīng)很好地與電氣系統(tǒng)協(xié)調(diào),充分發(fā)揮機(jī)電一體化的優(yōu)勢(shì)。 

五、使用效果 

沒(méi)有三面多軸鉆組合機(jī)床之前,全順卡車后橋殼總成及11B型后橋殼總成均是分別由三臺(tái)以上機(jī)床,由三人以上依次完成三面多孔的加工,多次裝夾,多次加工完成,質(zhì)量難以保證。有了該機(jī)床后,生產(chǎn)效率提高將近10倍,人員減少為三分之一,產(chǎn)品質(zhì)量也有保證。

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