專利名稱：用于鋼軌精磨機(jī)的電氣控制系統(tǒng)架構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電氣控制系統(tǒng)架構(gòu)，具體涉及一種用于鋼軌精磨機(jī)的 電氣控制系統(tǒng)架構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著科技的發(fā)展，工業(yè)控制自動(dòng)化程度也越來越高。 一個(gè)自動(dòng)化設(shè)備或系 統(tǒng)都是由機(jī)械組成部件和控制系統(tǒng)組成，有個(gè)穩(wěn)定、可靠、安全、經(jīng)濟(jì)的控制 系統(tǒng)是衡量一 臺(tái)設(shè)備或一個(gè)系統(tǒng)好壞的重要因素。常用的控制方式有常規(guī)的繼 電控制線路、PLC (可編程序控制器)控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。
現(xiàn)有的精磨機(jī)電氣控制系統(tǒng)通常釆用繼電控制線路。繼電控制線路只具備 單臺(tái)驅(qū)動(dòng)設(shè)備的控制，主要用于簡(jiǎn)單設(shè)備的控制，原理簡(jiǎn)單，成本低廉。但其 缺點(diǎn)是控制元件多，功能較少，性能不太穩(wěn)定。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于鋼軌精磨機(jī) 的電氣控制系統(tǒng)架構(gòu)，它可實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼軌焊瘤進(jìn)行精細(xì)磨削，使其達(dá)到工藝要求。 實(shí)現(xiàn)上述目的的一種技術(shù)方案是 一種用于鋼軌精磨機(jī)的電氣控制系統(tǒng)架 構(gòu)，包括才喿控臺(tái)、觸摸控制終端、PLC控制器、繼電控制單元、電機(jī)控制單元、 驅(qū)動(dòng)控制單元、斜坡函數(shù)發(fā)生器及含有油泵電機(jī)的油泵液壓控制單元，其中， 所述操控臺(tái)連接PLC控制器的輸入端； 所述觸4莫控制終端與PLC控制器的RS232通信串口相連； 所述PLC控制器的輸出端分別連接繼電控制單元、電機(jī)控制單元、驅(qū)動(dòng)控 制單元、斜坡函數(shù)發(fā)生器及液壓控制單元；
所述繼電控制單元連接冷卻泵、吸塵電機(jī)及空壓機(jī)；所述驅(qū)動(dòng)控制單元包括一變頻控制器及兩伺服控制器； 所述變頻控制器連接磨頭電機(jī)； 所述兩伺服控制器分別連接搖架電機(jī)和進(jìn)刀電機(jī)； 所述斜坡函數(shù)發(fā)生器連接磨頭移動(dòng)液壓閥。
上述的用于鋼軌精磨機(jī)的電氣控制系統(tǒng)架構(gòu)，其中，所述PLC控制器包括 輸入模塊、輸出模塊、A/D模塊、D/A模塊及位置定位模塊。
上述的用于鋼軌精磨機(jī)的電氣控制系統(tǒng)架構(gòu)，其中，所述操控臺(tái)上包括含 有手動(dòng)、復(fù)位和自動(dòng)三檔位置的狀態(tài)選擇開關(guān)、搖架點(diǎn)動(dòng)右轉(zhuǎn)按鈕、搖架點(diǎn)動(dòng) 左轉(zhuǎn)按鈕、磨頭快降按鈕、磨頭點(diǎn)動(dòng)P爭(zhēng)按鈕、磨頭快升按鈕、磨頭點(diǎn)動(dòng)升按鈕、 磨頭左移位置調(diào)節(jié)旋鈕、磨頭右移位置調(diào)節(jié)旋鈕、磨頭移動(dòng)速度調(diào)節(jié)旋鈕。
上述的用于鋼軌精磨機(jī)的電氣控制系統(tǒng)架構(gòu)，其中，所述觸摸控制終端包 括手動(dòng)模式界面、自動(dòng)模式界面、維修與調(diào)試界面及工作參數(shù)設(shè)置界面。
上述的用于鋼軌精磨機(jī)的電氣控制系統(tǒng)架構(gòu)，其中，所述觸摸控制終端的 自動(dòng)模式界面包括系統(tǒng)運(yùn)行特征參數(shù)框、搖架當(dāng)前位置參數(shù)框及小車左行按 鈕、小車右行按鈕、左工作面按鈕、全工作按鈕面按鈕、右工作面按鈕、油泵 啟動(dòng)按鈕、油泵關(guān)閉按鈕、外夾緊開按鈕、外夾緊關(guān)、內(nèi)夾緊開按鈕、內(nèi)夾緊 關(guān)按鈕。
本實(shí)用新型的用于鋼軌精磨機(jī)的電氣控制架構(gòu)的技術(shù)方案，使用PLC作為 此系統(tǒng)的控制核心，自動(dòng)化程度高，可實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼軌焊瘤進(jìn)行精細(xì)磨削，以修除 焊接時(shí)產(chǎn)生的焊瘤，修整和修復(fù)鋼軌表面的平直度，使其達(dá)到工藝要求。


圖1為本實(shí)用新型的用于鋼軌精磨機(jī)的電氣控制系統(tǒng)架構(gòu)的原理框圖。
具體實(shí)施方式

請(qǐng)參閱圖l，本實(shí)用新型的用于鋼軌精磨機(jī)的電氣控制系統(tǒng)架構(gòu)，包括操 控臺(tái)1、觸4莫控制終端2、 PLC控制器3、繼電控制單元4、驅(qū)動(dòng)控制單元5、 斜坡函數(shù)發(fā)生器6及含有油泵電機(jī)70的液壓控制單元7,其中，
操控臺(tái)l上包括含有手動(dòng)、復(fù)位和自動(dòng)三檔位置的狀態(tài)選擇開關(guān)、搖架點(diǎn)
4動(dòng)右轉(zhuǎn)按鈕、搖架點(diǎn)動(dòng)左轉(zhuǎn)按鈕、磨頭快降^fe、磨頭點(diǎn)動(dòng)降按鈕、磨頭快升 按鈕、磨頭點(diǎn)動(dòng)升按鈕、磨頭左移位置調(diào)節(jié)旋鈕、磨頭右移位置調(diào)節(jié)旋鈕、磨 頭移動(dòng)速度調(diào)節(jié)旋鈕。
觸摸控制終端2包括手動(dòng)模式界面、自動(dòng)模式界面、維修與調(diào)試界面及工 作參數(shù)設(shè)置界面。觸摸控制終端的自動(dòng)模式界面包括系統(tǒng)運(yùn)行特征參數(shù)框、搖 架當(dāng)前位置參數(shù)框及小車左行按鈕、小車右行按鈕、左工作面按鈕、全工作按 鈕面按鈕、右工作面按鈕、油泵啟動(dòng)拾組、油泵關(guān)閉按鈕、外夾緊開按鈕、外 夾緊關(guān)、內(nèi)夾緊開按4丑、內(nèi)夾緊關(guān)按4丑。
才喿控臺(tái)1連接PLC控制器的輸入端；
觸摸控制終端2與PLC控制器3的RS232通信串口相連；
PLC控制器3包括輸入模塊、輸出模塊、A/D模塊、D/A模塊及位置定位 模塊；PLC控制器3的輸出端分別連接繼電控制單元4、電機(jī)控制單元5、驅(qū)動(dòng) 控制單元6、斜坡函數(shù)發(fā)生器7及液壓控制單元8。
繼電控制單元44連接冷卻泵41、空壓機(jī)42及吸塵電機(jī)43;
驅(qū)動(dòng)控制單元5包括一變頻控制器51及兩伺服控制器52、 53;
變頻控制器51連接磨頭電機(jī)510;
兩伺服控制器52、 53分別連接進(jìn)刀電機(jī)520和搖架電機(jī)530。 斜坡函數(shù)發(fā)生器6連接磨頭移動(dòng)液壓閥60。
本實(shí)用新型的用于鋼軌精磨機(jī)的電氣控制系統(tǒng)架構(gòu)的控制方法為 設(shè)定磨頭的零位、移動(dòng)速度及左右移動(dòng)位置的參數(shù)并確定磨頭的移動(dòng)方向 步驟；
將鋼軌焊瘤對(duì)中到磨頭的零位下方并等待磨削的步驟；
選擇磨削工作面的步驟；
探測(cè)磨頭進(jìn)刀的初始位置的步驟；
磨頭退刀2-3咖后，搖架翻轉(zhuǎn)90。位置后再次進(jìn)刀步驟；
磨頭于其零位的90°位置開始對(duì)鋼軌仿形磨削的步驟；
磨頭在搖架轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)工作位后繼續(xù)磨削直至完成所有工作位的磨削步驟；
磨頭退刀回零位的步驟。
設(shè)定磨頭的零位、移動(dòng)速度及左右移動(dòng)位置的參數(shù)并確定磨頭的移動(dòng)方向的具體方法為
零位設(shè)定包括磨頭零位和搖架零位，這里所說的磨頭零位僅指磨頭垂直方 向上的零位設(shè)定，即進(jìn)刀電機(jī)零位設(shè)定，水平方向的磨頭零位由系統(tǒng)程序設(shè)定， 操作人員不可修改。
磨頭垂直方向上的零位設(shè)定在觸摸控制終端的維修與調(diào)試界面上完成選 擇"進(jìn)刀點(diǎn)動(dòng)下降"或"進(jìn)刀點(diǎn)動(dòng)上升"按鈕，完成磨頭零位的設(shè)定，選擇"調(diào) 整后磨頭零位"按鈕，記錄調(diào)整后的零位。
搖架零位的選擇在觸摸控制終端的維修與調(diào)試界面上完成可先將搖架點(diǎn) 動(dòng)左移或右移至水平位置記為零位，再反方向移動(dòng)至另一水平位置，而后取中 點(diǎn)值，設(shè)為搖架零位，并記錄為調(diào)整后的零位。
磨頭移動(dòng)速度由觸摸控制終端的工作參數(shù)設(shè)置界面上完成，PLC控制器的 D/A模塊直接給出。
磨頭左右移動(dòng)位置由觸摸控制終端的工作參數(shù)設(shè)置界面上完成，并與PLC 控制器的A/D模塊讀取的磨頭當(dāng)前位置比較后，確定移動(dòng)方向。
將鋼軌焊瘤對(duì)中到磨頭的零位下方并等待磨削的具體方法是在觸摸控制 終端的自動(dòng)模式界面上完成點(diǎn)擊"油泵啟動(dòng)，，按鈕，等待3 ~ 5秒左右的時(shí)間， 使液壓達(dá)到工作所需的壓力后，點(diǎn)擊"小車左行"或"小車右行，，按鈕移動(dòng)小車， 使鋼軌焊瘤置于磨頭零位的正下方，等待磨削，依次點(diǎn)擊"外夾緊開"按鈕和"內(nèi) 夾緊開"按鈕。
選擇磨削工作面的具體方法是在觸摸控制終端的自動(dòng)模式界面上完 成"左工作面"、"全工作面"、"右工作面"只能三選其一。"左工作面"磨削角度 為-87°~+6°,共17個(gè)工作位；"右工作面"磨削角度為+87°~-6。，共17個(gè)工 作位；"全工作面"磨削角度為-87°~+87°，共29個(gè)工作位。
^:測(cè)磨頭進(jìn)刀的初始位置的具體方法為磨頭進(jìn)刀的初始5毫米內(nèi)為緩慢 進(jìn)刀，而后自動(dòng)轉(zhuǎn)為快速進(jìn)刀，當(dāng)磨頭接近鋼軌再度轉(zhuǎn)為慢速進(jìn)刀，當(dāng)磨頭接 觸鋼軌時(shí)，由接近傳感器給出信號(hào)，停止磨頭的慢速進(jìn)刀，系統(tǒng)將此刻磨頭的 高度位置記錄為磨削的初始位置。
磨頭于其零位的90°位置開始對(duì)鋼軌磨削的具體方法為磨頭轉(zhuǎn)高速運(yùn) 行，磨頭退刀2毫米，搖架翻轉(zhuǎn)至90°或-90°位置，搖架翻轉(zhuǎn)到位后，磨頭繼 續(xù)進(jìn)刀當(dāng)磨頭接觸鋼軌時(shí)，由接近傳感器給出信號(hào)，系統(tǒng)讀取到磨頭運(yùn)行的電流變化，并左右移動(dòng)，開始磨削。
磨頭在搖架轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)工作位后繼續(xù)磨削直至完成所有工作位的磨削的具
體方法位搖架轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，磨頭繼續(xù)磨削，直至完成所有工作位的磨削后， 搖架、磨頭回零位，磨頭轉(zhuǎn)低速運(yùn)行。拉開槍門，仿形盤上升，砂輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)， 磨削工作完成。
搖架的工作位在-90° ~ 90°間，共有三十一個(gè)工作位。
本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本 實(shí)用新型，而并非用作為對(duì)本實(shí)用新型的限定，只要在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精神 范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本實(shí)用新型的權(quán)利要求書范 圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于鋼軌精磨機(jī)的電氣控制系統(tǒng)架構(gòu)，包括操控臺(tái)、觸摸控制終端、PLC控制器、繼電控制單元、電機(jī)控制單元、驅(qū)動(dòng)控制單元、斜坡函數(shù)發(fā)生器及含有油泵電機(jī)的油泵液壓控制單元，其特征在于，所述操控臺(tái)連接PLC控制器的輸入端；所述觸摸控制終端與PLC控制器的RS232通信串口相連；所述PLC控制器的輸出端分別連接繼電控制單元、電機(jī)控制單元、驅(qū)動(dòng)控制單元、斜坡函數(shù)發(fā)生器及液壓控制單元；所述繼電控制單元連接冷卻泵、吸塵電機(jī)及空壓機(jī)；所述驅(qū)動(dòng)控制單元包括一變頻控制器及兩伺服控制器；所述變頻控制器連接磨頭電機(jī)；所述兩伺服控制器分別連接搖架電機(jī)和進(jìn)刀電機(jī)；所述斜坡函數(shù)發(fā)生器連接磨頭移動(dòng)液壓閥。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鋼軌精磨機(jī)的電氣控制系統(tǒng)架構(gòu)，其特征在 于，所述PLC控制器包括輸入模塊、輸出模塊、A/D模塊、D/A模塊及位置定位 模塊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鋼軌精磨機(jī)的電氣控制系統(tǒng)架構(gòu)，其特征在 于，所述操控臺(tái)上包括含有手動(dòng)、復(fù)位和自動(dòng)三檔位置的狀態(tài)選擇開關(guān)、搖架點(diǎn) 動(dòng)右轉(zhuǎn)按鈕、搖架點(diǎn)動(dòng)左轉(zhuǎn)按鈕、磨頭快降按鈕、磨頭點(diǎn)動(dòng)降按鈕、磨頭快升按 鈕、磨頭點(diǎn)動(dòng)升按鈕、磨頭左移位置調(diào)節(jié)旋鈕、磨頭右移位置調(diào)節(jié)旋鈕、磨頭移 動(dòng)速度調(diào)節(jié)旋鈕。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鋼軌精磨機(jī)的電氣控制系統(tǒng)架構(gòu)，其特征在 于，所述觸摸控制終端包括手動(dòng)模式界面、自動(dòng)模式界面、維修與調(diào)試界面及工 作參數(shù)設(shè)置界面。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鋼軌精磨機(jī)的電氣控制系統(tǒng)架構(gòu)，其特征在 于，所述觸摸控制終端的自動(dòng)模式界面包括系統(tǒng)運(yùn)行特征參數(shù)框、搖架當(dāng)前位置 參數(shù)框及小車左行按鈕、小車右行按鈕、左工作面按鈕、全工作按鈕面按鈕、右 工作面按鈕、油泵啟動(dòng)按鈕、油泵關(guān)閉按鈕、外夾緊開按鈕、外夾緊關(guān)、內(nèi)夾緊 開按鈕、內(nèi)夾緊關(guān)按鈕。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于鋼軌精磨機(jī)的電氣控制系統(tǒng)架構(gòu)，包括操控臺(tái)、觸摸控制終端、PLC控制器、繼電控制單元、電機(jī)控制單元、驅(qū)動(dòng)控制單元、斜坡函數(shù)發(fā)生器及含有油泵電機(jī)的油泵液壓控制單元，所述操控臺(tái)連接PLC控制器的輸入端；所述觸摸控制終端通過通信電纜與PLC的RS232串口連接，建立通信；所述PLC控制器的輸出端分別連接繼電器控制單元、電機(jī)控制單元、驅(qū)動(dòng)控制單元、斜坡函數(shù)發(fā)生器及液壓控制單元；所述繼電控制單元連接冷卻泵、吸塵電機(jī)及空壓機(jī)；所述驅(qū)動(dòng)控制單元包括一變頻控制器及兩伺服控制器；所述變頻控制器連接磨頭電機(jī)；所述兩伺服控制器分別連接搖架電機(jī)和進(jìn)刀電機(jī)；所述斜坡函數(shù)發(fā)生器連接磨頭移動(dòng)液壓閥。
文檔編號(hào)B24B7/00GK201357351SQ200920068330
公開日2009年12月9日 申請(qǐng)日期2009年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月3日
發(fā)明者堵瑩瑩, 陳學(xué)軍, 飛 高 申請(qǐng)人:上海工程技術(shù)大學(xué)