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基于X62W万能铣床电控系统的改造

文章出处:三重铣床厂家作者:三重机械人气:发表时间:2017-01-21 15:54【

    万能铣床是一种高效率的加工机械,在机械加工和机械修理中得到广泛的应用。万能铣床的操作是通过手柄同时操作电气与机械,以达到机电紧密配合完成预定的操作,是机械与电气结构联合动作的典型控制,是自动化程度较高的组合机床。但是在电气控制系统中,故障的查找与排除是非常困难的,特别是在继电器接触式控制系统。由于电气控制线路触点多、线路复杂、故障率高、检修周期长,给生产与维护带来诸多不便,严重地影响生产。同时由于现代工业生产的要求,生产设备和自动生产线的控制系统必须具有极高的可靠性与灵活性,这就需要使用智能化程度高的控制系统来取代传统的控制系统,使电气控制系统的工作更加灵活、可靠,更容易维修,更能适应经常变动的工艺条件。基于这些问题,本文提出了利用西门子S7-300PLC对X62W型卧式万能铣床的继电器接触式电控系统进行技术改造的方案。
XQ6226W万能铣床
1.X62W万能铣床结构及运动形式简述
1.1主要结构
X62W万能铣床主要由床身、主轴、刀杆、工作台、回转盘、横溜板和升降台等几部份组成。箱型床身固定在底座上,床身内装有主轴的传动机构和变速机构,在床身顶部有水平导轨,上面带有1~2个刀杆支架悬梁,刀杆支架支承铣刀中心轴的一端,中心轴另一端固定在主轴上,由主轴带动铣刀切削。
 
1.2运动形式
悬梁可以水平移动,刀杆支架可以在悬梁上水平移动,以便安装不同的心轴。在机床架前有垂直导轨,升降台可沿它上下移动。在升降台上面的水平导轨上装有可在平行主轴轴线方向移动(横向或前后)的溜板,溜板上部有可转动的回轴盘,工作台就在溜板上部回转盘上的导轨上作垂直于主轴轴线方向(纵向或左右)移动。工作台上有T型槽,可固定工件。这样安装在工作台上的工件就可以在三个坐标轴上的六个方向上进给了。
此外,由于回转盘可绕过中心转过45?角,因此工作台在水平面上除了能在平行于或垂直于主轴轴线的方向进给外,还能在倾斜方向进给,故称万能铣。
 
2.X62W型万能铣床对电力拖动及控制要求
2.1对主轴拖动的要求
为充分发挥机床潜力,提高生产效率,要求小进刀量采用高速铣削,大进刀量采用低速铣削。根据加工精度、工件材料和铣刀直径的不同,要求主传动系统不仅能调速而且在各种铣削速度下功率恒定,为此采用鼠笼型感应电机拖动,通过齿轮变速。由于在工作过程中不需要改变旋转方向,为了能进行顺铣和逆铣加工,对旋转方向要求加工前预先选择,由转换开关QS2控制,所以对主轴电动机要求是能进行正反转(不频繁)及反接制动。主轴电动机M1通过KM1来起动,通过KM2串入不对称制动电阻来进行反接制动。
另外,主轴变速要求瞬动,设置了冲动开关,让主轴电机通电转动一下,立刻停下,使机械系统抖动一下,减小齿轮端面的冲击并使之易于啮合。这是该机床的特点,它由冲动开关XK7来控制。
2.2对进给拖动的要求
铣削加工时,根据加工工艺的不同,进给量的大小也不同,所以要求拖动系统应有足够宽的调速范围。铣床进给系统的传动功率较小,因其主要负载是工作台移动时产生的摩擦力,这个摩擦转矩在工作台不同移动速度时都是恒定的,这就给拖动系统提出恒转矩调速要求。X62W铣床的进给拖动也采用鼠笼型电动机,并经齿轮变速有级调速,可获得十八种速度。这种调速方法是恒功率的,没有满足进给拖动的恒转矩调
速要求,但由于一般中小型铣床的进给功率都较小,故以高速进给时所需功率为准来选择进给电动机功率,X62W万能铣床进给电动机功率为1.5kW。
对进给电机的要求是能使工作台在上下左右前后六个方向、以不同的速度进行移动,因此该电机能进行正反转控制(由KM3、KM4实现)、快慢速控制(电磁铁配合)及限位控制。当主轴未转动时,为防止工作台将工件送进可能造成损坏刀具或工件的危险,故要求工作台的进给运动应在主轴开动后才能进行。为了便于变速后齿轮啮合,进给变速也设置了冲动开关
 
2.2.1工作台纵向(左右)运动
工作台纵向(左右)运动是由工作台纵向操作手柄控制。此手柄为复式,也就是具有两个完全相同的手柄,手柄有三个位置,向右、向左、零(中间位置)。向右时,压下XK1、KM3,电机正转;向左时,压下XK2,电机反转;中间位置,工作台停止运动。
2.2.2工作台上下运动和前后运动
工作台上下运动和前后运动是由工作台升降与横向操作手柄控制。此手柄为复式,共有五个位置,即上、下、前、后和中间零位。在扳动操作手柄同时,通过手柄的连动机构将有关机械离合器挂上,同时压下相应的行程开关XK3、XK4。XK3控制工作台的向下及向前运动,XK4控制工作台的向上及向后运动。
2.2.3工作台快速移动
工作台的纵向、横向和升降的快速移动也由M2来拖动,它是当工作台进行工作(慢速移动)时,再按下快速移动按钮SB5、SB6来实现。当按下SB5或SB6时,接触器KM5吸合使快速移动电磁铁YC1吸上,通过杠杆使进给传动链中的摩擦离合器合上,减少中间传动装置,使工作台按原运动方向快速移动。当松开按钮时,快速移动阻止,所以快速移动是点动控制。
 
2.2.4工作台进给变速
工作台进给变速是由冲动开关XK6及KM3来实现的。
2.2.5圆工作台进给运动
为加工螺旋槽、弧型槽,X62W万能铣床还附有圆工作台及其传动机构。圆工作台工作时,将SB7扳到接通位置,这时工作台进给切断,接触器KM3通电吸合,并通过机械传动使圆工作台回转。由此可知,圆工作台只能沿着一个方向作回转运动。
2.3其它要求
冷却泵电机要求单向旋转,有照明系统及各种保护措施。
 
3.X62W万能铣床的PLC改造
综上所述,以PLC为核心器件设计自动控制系统时,应充分考虑系统的复杂程度、控制要求、PLC的响应速度以及设计效率等诸多因素,有针对性地选择硬件单元和编程方法,使设计出的控制系统能够最大限度地满足生产自动化的要求,真正体现PLC#为工业环境下应用而设计,易于编程、易于与其它控制设备相融合∃的基本原则。