王 哲，于福來

沈陽機(jī)床集團(tuán)中捷鉆鏜床廠，遼寧沈陽 110142

組合式加工機(jī)床由于具有較高的靈敏性，經(jīng)常用來在工業(yè)生產(chǎn)中加工大型工件，比如軋鋼機(jī)的大型部件，組合式加工機(jī)床的優(yōu)勢(shì)之一是可以靈活的進(jìn)行移動(dòng)移位加工，因此組合式加工機(jī)床比目前市面上存在的固定機(jī)床更加適合加工大型的工件，主要原因是由于越大越沉重的工件加工時(shí)越不容易翻轉(zhuǎn)或移動(dòng)，因此導(dǎo)致加工效率降低，而是用組合式加工機(jī)床可以有效解決上述問題，提供工作效率和工作質(zhì)量。組合式加工機(jī)床的主要部件包括主軸箱、床身導(dǎo)軌以及立柱等構(gòu)成，而且需要根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，設(shè)計(jì)組合式加工機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)，然后進(jìn)行分析、改進(jìn)以及完善等工作，以保證組合式加工機(jī)床的工作效率。

1 電氣控制柜的設(shè)計(jì)

在本設(shè)計(jì)中，組合式加工機(jī)床的電氣柜中裝配的電子設(shè)備主要包括：LG變頻器（兩個(gè)），歐姆龍CQM1H型可編程邏輯控制器（PLC）一個(gè)。主軸電機(jī)使用18.5kw容量的變頻器進(jìn)行控制，而主軸箱走刀電機(jī)和主軸箱快速電機(jī)以及立柱行走電機(jī)使用5.5kW容量的變頻器控制。而且在操作站與組合式加工機(jī)床的電器柜之間的傳輸方式使用了總線式傳輸方式，并且使用插頭連接手控操作站、床身分線盒和控制柜，因此不但大量的減少了控制電纜的數(shù)量，而且方便工作人員進(jìn)行維護(hù)、檢修和移動(dòng)等工作。電器柜的柜門上分別安裝了電源啟動(dòng)/停止控制按鈕以及兩個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)速顯示表，方便工作人員對(duì)主回路電源進(jìn)行控制。在電器柜的內(nèi)部，通過空氣開關(guān)、變壓器、繼電器以及接觸器等大量電器設(shè)備進(jìn)行多級(jí)保護(hù)。為了防止PLC被電路故障或其他原因損壞，因此，接觸器需要通過繼電器對(duì)PLC進(jìn)行控制。

2 可編程邏輯控制器（PLC）程序設(shè)計(jì)

可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，簡稱PLC），是一種通過進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算實(shí)現(xiàn)具體操作的電子系統(tǒng)，是現(xiàn)代工業(yè)的核心控制部件。本設(shè)計(jì)采用可編程邏輯控制器是OMRON（歐姆龍）公司的CQM1H型PLC控制器，可編程邏輯控制器（PLC）在組合式加工機(jī)床控制電路中，主要不但需要接收來自限位開關(guān)的信號(hào)、按鈕控制信號(hào)、空氣開關(guān)監(jiān)控信號(hào)、電機(jī)過載信號(hào)、變頻器保護(hù)信號(hào)等來自外部的信號(hào)，還需要接受指示信號(hào)、輸入變頻器控制信號(hào)以及輸出變頻器控制信號(hào)等。因?yàn)榘粹o控制信號(hào)以及指示信號(hào)在實(shí)際生產(chǎn)中，與組合式加工機(jī)床的控制柜距離比較遠(yuǎn)，因此本設(shè)計(jì)對(duì)控制柜進(jìn)行連接控制時(shí)，采用了歐姆龍總線鏈接模塊（B7A）實(shí)現(xiàn)，并且將操作站模塊通過兩芯電纜或者三芯電纜連接到PLC鏈接模塊。本設(shè)計(jì)使用OMRON（歐姆龍）公司的CX-programmer軟件實(shí)現(xiàn)編程功能，這樣可以方便工作人員或技術(shù)人員對(duì)所有的點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，幫助工作人員準(zhǔn)確的了解每個(gè)點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)，以便在實(shí)際生產(chǎn)工作中根據(jù)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)試。

3 組合式加工機(jī)床變頻器參數(shù)調(diào)整

本設(shè)計(jì)中，組合式加工機(jī)床的電器柜里面的需要配置兩臺(tái)變頻器，其中一臺(tái)變頻器單獨(dú)對(duì)主軸進(jìn)行控制，另外一臺(tái)變頻器連接接觸器，對(duì)主軸箱走刀、速度電機(jī)以及立柱行走電機(jī)進(jìn)行控制，LC變頻器根據(jù)需要設(shè)置分為“功能組1、功能組2、驅(qū)動(dòng)組、輸入＼輸出組（I/O組）、通訊組（選項(xiàng)組）、外部組、應(yīng)用組”，并且將這七組參數(shù)設(shè)置成出廠缺省參數(shù)設(shè)置，并且提供相關(guān)功能，方便工作人員根據(jù)具體工作需求對(duì)部分參數(shù)進(jìn)行更改。

3.1 變頻器基本參數(shù)的設(shè)置

LG變頻器是組合式數(shù)控加工機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的核心部件，因此變頻器的參數(shù)設(shè)置將直接影響組合式數(shù)控加工機(jī)床的工作性能。在對(duì)變頻器的基本參數(shù)進(jìn)行設(shè)置時(shí)，應(yīng)該首先對(duì)電機(jī)功率進(jìn)行設(shè)置和選擇，或者參考變頻器的型號(hào)對(duì)電機(jī)功率進(jìn)行選擇。

3.2 特定功能的應(yīng)用

組合式加工機(jī)床工作臺(tái)（立柱）的傳動(dòng)軸以及主軸箱是不同的傳動(dòng)軸分別是不同的軸，在實(shí)際工作中，為了實(shí)現(xiàn)電機(jī)可以滿足所選定的軸的工作狀態(tài)和需求，因此需要應(yīng)用第二電機(jī)功能參數(shù)，根據(jù)不同的情況或需求設(shè)置相關(guān)的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)所選軸的控制。第二參數(shù)功能具體的配置和使用方法如下：工作人員首先任意選擇一個(gè)多功能端口，并且設(shè)置對(duì)應(yīng)的輸入/輸出參數(shù)（I/O參數(shù)），將這個(gè)設(shè)置好的端口保持在激活狀態(tài)下，然后進(jìn)行啟用第二電機(jī)功能操作。在對(duì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置時(shí)，具體的參數(shù)包括：“第二電機(jī)加速時(shí)間、第二電機(jī)減速時(shí)間、第二電機(jī)轉(zhuǎn)折頻率、第二電機(jī)V/F方式、第二電機(jī)正轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償、第二電機(jī)反轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償、電子熱保護(hù)等級(jí)（一分鐘）、電子熱保護(hù)等級(jí)（連續(xù)）、第二電機(jī)額定電機(jī)電流”。因?yàn)橹饕杉庸ぽS控制工作臺(tái)（立柱）的行走，因此在低速動(dòng)作階段時(shí)，需要較高的轉(zhuǎn)矩，所以在工作中采用用戶V/F方式進(jìn)行控制，工作人員可以最大頻率與0的范圍內(nèi)，對(duì)四個(gè)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置，根據(jù)具體需要設(shè)置不同電壓，通常情況下，會(huì)將較高輸出電壓設(shè)置為第一個(gè)點(diǎn)，這樣可以保證較高的輸出轉(zhuǎn)矩。

4 結(jié)論

在本文設(shè)計(jì)的組合式數(shù)控加工機(jī)床電氣控制設(shè)計(jì)中，電氣控制系統(tǒng)中的核心部件是兩臺(tái)LG變頻器。因此，這兩臺(tái)LG變頻器的具體參數(shù)設(shè)置和相關(guān)參數(shù)調(diào)整，將對(duì)合式數(shù)控加工機(jī)床的工作效率、加工精度和整體性能產(chǎn)生直接影響。其中一臺(tái)LG變頻器主要負(fù)責(zé)控制三臺(tái)電機(jī)，這三臺(tái)電機(jī)分別作用于兩個(gè)軸。而且在該設(shè)計(jì)中，為了讀一不同的電機(jī)進(jìn)行有效的保護(hù)，采用了第二電機(jī)的相關(guān)功能，根據(jù)具體情況設(shè)置了相應(yīng)的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同的電機(jī)的進(jìn)行分別保護(hù)的功能。在組合式數(shù)控加工機(jī)床的工作臺(tái)（立柱）控制中，本設(shè)計(jì)采取的控制方式為用戶V/F控制方式，使組合式數(shù)控加工機(jī)床在實(shí)際生產(chǎn)加工時(shí)操作更加方便靈活，可以很好的滿足單位的生產(chǎn)需要。另外，在本設(shè)計(jì)中的傳輸方式采用了總線式傳輸方式，使用一根10芯的通訊電纜實(shí)現(xiàn)控制信號(hào)的傳輸，因此大量的減少了連接在電器柜與控制臺(tái)之間的電纜數(shù)量，這樣可以方便單位根據(jù)具體的情況和生產(chǎn)需求移動(dòng)，不但減少了成本，而且方便工作人員進(jìn)行調(diào)整和維護(hù)，有效的提高了組合式數(shù)控加工機(jī)床的整體工作性能和實(shí)用性。通過實(shí)驗(yàn)分析和實(shí)際應(yīng)用反饋，該設(shè)計(jì)有效的提高了組合式數(shù)控加工機(jī)床的工作效率，完全達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，可以為工作人員和設(shè)計(jì)人員在以后的組合式數(shù)控加工機(jī)床電氣控制設(shè)計(jì)工作中提供參考和幫助。

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