專利名稱：一種電子換向龍門刨床及其換向控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及龍門刨床換向技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電子換向龍門刨床。
背景技術(shù)：
龍門刨床是制造重型設(shè)備(如大型軋鋼機(jī)，汽輪機(jī)，發(fā)電機(jī)，礦山設(shè)備 等)不可缺少的工作母機(jī)，龍門刨床的刨削過(guò)程是工件與刨刀作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的 過(guò)程。為此，工作臺(tái)與工件需頻繁地進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)龍門刨床工作臺(tái)在 每次往返中要求幾次變速
1. 刀具切入工件前，工作臺(tái)慢速，以防止因撞擊而崩壞工件，同時(shí)也為了 減小刀具在進(jìn)入時(shí)所承受的沖擊；
2. 切入工件后，工作臺(tái)升為切削速度；
3. 加工完畢，刀具離開(kāi)工件之前，工作臺(tái)減速，以防止工件邊緣的崩裂并 減小反向時(shí)的制動(dòng)電流，便于換向；
4. 接著電機(jī)換向，由于返回行程不切削工件，為提高生產(chǎn)率，所以工作臺(tái) 高速返回；
5. 當(dāng)返回行程結(jié)束前，工作臺(tái)減速，以減小反向時(shí)因沖力過(guò)大而引起的越 位及對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和供電電網(wǎng)的沖擊。
要想實(shí)現(xiàn)上述的變速過(guò)程，就必須用到換向信號(hào)采集裝置。從20世紀(jì)60、 70年代至今，大多數(shù)換向信號(hào)采集裝置通常是通過(guò)工作臺(tái)的擋尺碰觸機(jī)械式 行程開(kāi)關(guān)，由行程開(kāi)關(guān)控制相關(guān)電路實(shí)現(xiàn)的。在實(shí)際使用的過(guò)程中，行程開(kāi) 關(guān)由于受到頻繁的碰撞和振動(dòng)，會(huì)經(jīng)常發(fā)生故障。特別是在加工較長(zhǎng)的工件 時(shí)，由于機(jī)械碰撞反應(yīng)較慢，到達(dá)規(guī)定位置不能及時(shí)換向，工作臺(tái)在慣性的 作用下將脫離傳動(dòng)絲杠，從而造成故障。更可怕的是，行程開(kāi)關(guān)故障率較高，一旦失靈，將有可能造成嚴(yán)重的設(shè)備和人身事故，機(jī)床的可靠性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電子換向龍門刨床及其換向控制方法，解決目 前機(jī)械式換向龍門刨床上的機(jī)械式行程開(kāi)關(guān)由于物理撞擊而產(chǎn)生的壽命短、 故障率高的缺點(diǎn)，提高機(jī)床的可靠性和工作效率。
一種電子換向龍門刨床，包括床身、由驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)行走和換向的工作
臺(tái)、控制裝置和換向信號(hào)采集裝置，所述控制裝置包括可編程控制器(PLC), 可編程控制器(PLC)的控制信號(hào)輸出端與驅(qū)動(dòng)裝置的控制信號(hào)輸入端連接，
其中所述換向信號(hào)采集裝置包括信號(hào)采集器和前進(jìn)、后退兩擋尺，前進(jìn)、
后退兩擋尺分別設(shè)置在工作臺(tái)行走方向側(cè)面的兩端部，信號(hào)采集器設(shè)置在與
相應(yīng)擋尺同側(cè)的床身上，用于與兩檔尺配合采集工作臺(tái)的位置信息；信號(hào)采 集器的信號(hào)輸出端與可編程控制器(PLC)的信號(hào)輸入端連接。
所述的電子換向龍門刨床，其中前進(jìn)、后退兩擋尺分設(shè)在工作臺(tái)一側(cè) 的兩端部，所述的信號(hào)采集器包括采集工作臺(tái)位置信號(hào)的三個(gè)接近開(kāi)關(guān)，設(shè) 置在同側(cè)床身上，其中，第一接近開(kāi)關(guān)相對(duì)兩擋尺設(shè)置在工作臺(tái)前進(jìn)方向需 減速及停止后退向前進(jìn)方向換向的位置，第二接近開(kāi)關(guān)相對(duì)兩擋尺設(shè)置在工 作臺(tái)后退方向需減速及停止前進(jìn)向后退方向換向的位置，第三接近開(kāi)關(guān)相對(duì) 兩擋尺設(shè)置在工作臺(tái)前進(jìn)及后退方向的極限位置；第一、二、三接近開(kāi)關(guān)的 信號(hào)輸出端分別與可編程控制器(PLC)的相應(yīng)信號(hào)輸入端連接。
所述的電子換向龍門刨床，其中前進(jìn)、后退兩擋尺呈內(nèi)側(cè)相對(duì)的L形， 均由水平方向、豎直方向兩板連接而成，豎直方向的板于工作臺(tái)運(yùn)行方向的 長(zhǎng)度長(zhǎng)于水平方向的板；水平方向的板安裝在工作臺(tái)上，豎直方向的板設(shè)置 在床身外側(cè)；第一、二接近開(kāi)關(guān)朝向兩擋尺豎直板的方向設(shè)置，第三接近開(kāi) 關(guān)朝向兩擋尺水平板的方向設(shè)置。
所述的電子換向龍門刨床，其中所述的信號(hào)采集器還包括一接近開(kāi)關(guān)
5盒，設(shè)置在床身側(cè)面，第一、第二接近開(kāi)關(guān)分別設(shè)置在接近開(kāi)關(guān)盒內(nèi)豎向側(cè) 面的兩端部，第三接近開(kāi)關(guān)設(shè)置在接近開(kāi)關(guān)盒的上側(cè)面。
一種電子換向龍門刨床的換向控制方法，其中包括如下步驟
a) 、打開(kāi)可編程控制器(PLC)上的工作臺(tái)自動(dòng)運(yùn)行檔，通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置控 制工作臺(tái)開(kāi)始自動(dòng)運(yùn)行；
b) 、可編程控制器(PLC)判斷是否有快進(jìn)或快退按鈕被按下的信號(hào)輸入， 若是，進(jìn)入下一步驟c);
c) 、可編程控制器(PLC)判斷工作臺(tái)的運(yùn)行方向，通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)工 作臺(tái)相應(yīng)前進(jìn)或后退，前進(jìn)及后退擋尺被帶動(dòng)前進(jìn)或后退；
d) 、可編程控制器(PLC)判斷其輸入端是否有第一接近開(kāi)關(guān)的輸出信號(hào) 輸入，后退時(shí)是判斷其輸入端是否有第二接近開(kāi)關(guān)的輸出信號(hào)輸入若有， 通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置控制工作臺(tái)減速；若沒(méi)有，繼續(xù)通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)前進(jìn) 或后退；
e) 、可編程控制器(PLC)判斷其輸入端是否有第一、第二兩接近開(kāi)關(guān)同 時(shí)輸送來(lái)的信號(hào)若有，通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置控制工作臺(tái)換向；若沒(méi)有，繼續(xù)通過(guò) 驅(qū)動(dòng)裝置控制工作臺(tái)減速；
f) 、可編程控制器(PLC)判斷其輸入端是否有第三接近開(kāi)關(guān)輸送來(lái)的信 號(hào)，若有，通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置控制工作臺(tái)停止運(yùn)行；若沒(méi)有，進(jìn)入步驟c)。
本發(fā)明采用上述技術(shù)方案將達(dá)到如下的技術(shù)效果
本發(fā)明的電子換向龍門刨床由于采用電子換向，工作效率和換向可靠性 均大大提高，減少了線路的復(fù)雜性，降低了檢修工作難度和工作量，減少了 停機(jī)時(shí)間，降低了換向造成的噪聲，同時(shí)節(jié)約了成本，使設(shè)備的換向信號(hào)采 集裝置體積大大縮小，提高了經(jīng)濟(jì)效益。


圖1為龍門刨床上接近開(kāi)關(guān)盒及擋尺位置示意圖；圖2為可編程控制器(PLC)的換向程序流程圖； 圖3為可編程控制器(PLC)的外部接線示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例
一種電子換向龍門刨床，其中包括床身2、由驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)進(jìn)行行走及換 向等動(dòng)作的工作臺(tái)1、控制裝置和換向信號(hào)采集裝置，換向信號(hào)采集裝置采集 的信號(hào)輸送給控制裝置，由控制裝置控制驅(qū)動(dòng)裝置使工作臺(tái)運(yùn)行過(guò)程中減速、
換向或停車，其中，所述的控制裝置包括可編程控制器(PLC)，可編程控制 器(PLC)的控制信號(hào)輸出端與驅(qū)動(dòng)裝置的相應(yīng)控制信號(hào)輸入端連接。
所述換向信號(hào)采集裝置包括接近開(kāi)關(guān)盒5和前進(jìn)擋尺3、后退擋尺4，其 位置示意圖如圖1所示，接近開(kāi)關(guān)盒5設(shè)置在床身2上工作臺(tái)1運(yùn)行方向的 一側(cè)面，通過(guò)與兩檔尺3、 4的配合采集工作臺(tái)1的位置信息，前進(jìn)、后退兩 擋尺3、 4分別設(shè)置在工作臺(tái)1上接近開(kāi)關(guān)盒5所在側(cè)對(duì)應(yīng)的側(cè)面；其中，接 近開(kāi)關(guān)盒5中設(shè)置有第一接近開(kāi)關(guān)6、第二接近開(kāi)關(guān)7和第三接近開(kāi)關(guān)8，第 一接近開(kāi)關(guān)6、第二接近開(kāi)關(guān)7分別設(shè)置在接近開(kāi)關(guān)盒5的豎向側(cè)面兩端部， 第三接近開(kāi)關(guān)8設(shè)置在接近開(kāi)關(guān)盒5的上側(cè)面；前進(jìn)、后退兩擋尺3、 4呈內(nèi) 側(cè)相對(duì)的L形，均由水平方向、豎直方向兩板連接而成，豎直方向的板于工 作臺(tái)運(yùn)行方向的長(zhǎng)度長(zhǎng)于水平方向的板；水平方向的板安裝在工作臺(tái)上，位 置可根據(jù)加工工件尺寸調(diào)節(jié)，豎直方向的板設(shè)置在床身外側(cè)，接近開(kāi)關(guān)盒5 中第一、二接近開(kāi)關(guān)6、 7朝向兩擋尺3、 4豎直板的方向設(shè)置，第三接近開(kāi) 關(guān)8朝向兩擋尺3、 4水平板的方向設(shè)置，兩擋尺3、 4的水平、豎直板與接 近開(kāi)關(guān)盒5對(duì)應(yīng)面之間的間隔最好為3mm，保證擋尺順暢運(yùn)行的同時(shí)，可使接 近開(kāi)關(guān)被覆蓋時(shí)迅速反應(yīng)。
第一、二、三接近開(kāi)關(guān)6、 7、 8的信號(hào)輸出端分別與可編程控制器(PLC) 的相應(yīng)的信號(hào)輸入端X6、X5、X35對(duì)應(yīng)連接，見(jiàn)圖3所示的可編程控制器(PLC)的外部接線示意圖，第一、第二接近開(kāi)關(guān)6、 7被覆蓋后發(fā)出的信號(hào)，用于控 制龍門刨工作臺(tái)1的減速及換向，第三接近開(kāi)關(guān)8被覆蓋后發(fā)出的信號(hào)，用 來(lái)防止龍門刨工作臺(tái)1越位；本發(fā)明電子換向龍門刨床的換向控制方法包括 如下步驟
a) 、打開(kāi)可編程控制器(PLC)上的工作臺(tái)自動(dòng)運(yùn)行檔，通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置控 制工作臺(tái)l開(kāi)始自動(dòng)運(yùn)行；
b) 、可編程控制器(PLC)判斷是否有快進(jìn)按鈕X2 (或快退按鈕X3)被 按下的信號(hào)輸入，若是，進(jìn)入下一步驟c);
c) 、可編程控制器(PLC)判斷工作臺(tái)1的運(yùn)行方向，通過(guò)其相應(yīng)輸出端 控制驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)1相應(yīng)前進(jìn)(或后退)，前進(jìn)及后退擋尺3、 4被帶 動(dòng)前進(jìn)(或后退)；
d) 、可編程控制器(PLC)判斷前進(jìn)時(shí)其輸入端X5是否有第一接近開(kāi)關(guān)6 輸出的信號(hào)輸入(后退時(shí)是判斷其輸入端X6是否有第二接近開(kāi)關(guān)7輸出的信 號(hào)輸入)若有，通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置控制工作臺(tái)1減速；若沒(méi)有，繼續(xù)通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝 置驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)1前進(jìn)(或后退)；
e) 、可編程控制器(PLC)判斷其輸入端X5、 X6是否有第一、第二兩接 近開(kāi)關(guān)6、 7同時(shí)輸送來(lái)的信號(hào)若有，通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置控制工作臺(tái)l換向；若 沒(méi)有，繼續(xù)通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置控制工作臺(tái)1減速；
f) 、可編程控制器(PLC)判斷其輸入端X35是否有第三接近開(kāi)關(guān)8輸送 來(lái)的信號(hào)，若有，通過(guò)其相應(yīng)輸出端驅(qū)動(dòng)裝置控制工作臺(tái)1停止運(yùn)行；若沒(méi) 有，進(jìn)入步驟c)。
圖2所示為可編程控制器(PLC)的換向程序流程圖。
經(jīng)試驗(yàn)，本發(fā)明的電子換向龍門刨床換向快速、穩(wěn)定，換向效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu) 于改造前的機(jī)械式換向，工作效率較使用機(jī)械式換向信號(hào)采集裝置的龍門刨 床提高了 30%，且不影響切削精度。
權(quán)利要求
1、一種電子換向龍門刨床，包括床身、由驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)行走和換向的工作臺(tái)、控制裝置和換向信號(hào)采集裝置，所述控制裝置包括可編程控制器(PLC)，可編程控制器(PLC)的控制信號(hào)輸出端與驅(qū)動(dòng)裝置的控制信號(hào)輸入端連接，其特征在于所述換向信號(hào)采集裝置包括信號(hào)采集器和前進(jìn)、后退兩擋尺，前進(jìn)、后退兩擋尺分別設(shè)置在工作臺(tái)行走方向側(cè)面的兩端部，信號(hào)采集器設(shè)置在與相應(yīng)擋尺同側(cè)的床身上，用于與兩檔尺配合采集工作臺(tái)的位置信息；信號(hào)采集器的信號(hào)輸出端與可編程控制器(PLC)的信號(hào)輸入端連接。
2、 如權(quán)利要求l所述的電子換向龍門刨床，其特征在于前進(jìn)、后退兩擋 尺分設(shè)在工作臺(tái)一側(cè)的兩端部，所述的信號(hào)采集器包括采集工作臺(tái)位置信號(hào)的 三個(gè)接近開(kāi)關(guān)，設(shè)置在同側(cè)床身上，其中，第一接近開(kāi)關(guān)相對(duì)兩擋尺設(shè)置在工 作臺(tái)前進(jìn)方向需減速及停止后退向前進(jìn)方向換向的位置，第二接近開(kāi)關(guān)相對(duì)兩 擋尺設(shè)置在工作臺(tái)后退方向需減速及停止前進(jìn)向后退方向換向的位置，第三接 近開(kāi)關(guān)相對(duì)兩擋尺設(shè)置在工作臺(tái)前進(jìn)及后退方向的極限位置；第一、二、三接 近開(kāi)關(guān)的信號(hào)輸出端分別與可編程控制器(PLC)的相應(yīng)信號(hào)輸入端連接。
3、 如權(quán)利要求2所述的電子換向龍門刨床，其特征在于前進(jìn)、后退兩擋 尺呈內(nèi)側(cè)相對(duì)的L形，均由水平方向、豎直方向兩板連接而成，豎直方向的板 于工作臺(tái)運(yùn)行方向的長(zhǎng)度長(zhǎng)于水平方向的板；水平方向的板安裝在工作臺(tái)上， 豎直方向的板設(shè)置在床身外側(cè)；第一、二接近開(kāi)關(guān)朝向兩擋尺豎直板的方向設(shè) 置，第三接近開(kāi)關(guān)朝向兩擋尺水平板的方向設(shè)置。
4、 如權(quán)利要求3所述的電子換向龍門刨床，其特征在于所述的信號(hào)采集 器還包括一接近開(kāi)關(guān)盒，設(shè)置在床身側(cè)面，第一、第二接近開(kāi)關(guān)分別設(shè)置在接 近開(kāi)關(guān)盒內(nèi)豎向側(cè)面的兩端部，第三接近開(kāi)關(guān)設(shè)置在接近開(kāi)關(guān)盒的上側(cè)面。
5、 一種電子換向龍門刨床的換向控制方法，其特征在于包括如下步驟a) 、打開(kāi)可編程控制器(PLC)上的工作臺(tái)自動(dòng)運(yùn)行檔，通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置控制 工作臺(tái)開(kāi)始自動(dòng)運(yùn)行；b) 、可編程控制器(PLC)判斷是否有快進(jìn)或快退按鈕被按下的信號(hào)輸入， 若是，進(jìn)入下一步驟c);c) 、可編程控制器(PLC)判斷工作臺(tái)的運(yùn)行方向，通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)工作 臺(tái)相應(yīng)前進(jìn)或后退，前進(jìn)及后退擋尺被帶動(dòng)前進(jìn)或后退；d) 、可編程控制器(PLC)判斷其輸入端是否有第一接近開(kāi)關(guān)的輸出信號(hào)輸 入，后退時(shí)是判斷其輸入端是否有第二接近開(kāi)關(guān)的輸出信號(hào)輸入若有，通過(guò) 驅(qū)動(dòng)裝置控制工作臺(tái)減速；若沒(méi)有，繼續(xù)通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)前進(jìn)或后退；e) 、可編程控制器(PLC)判斷其輸入端是否有第一、第二兩接近開(kāi)關(guān)同時(shí) 輸送來(lái)的信號(hào)若有，通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置控制工作臺(tái)換向；若沒(méi)有，繼續(xù)通過(guò)驅(qū)動(dòng) 裝置控制工作臺(tái)減速；f) 、可編程控制器(PLC)判斷其輸入端是否有第三接近開(kāi)關(guān)輸送來(lái)的信號(hào)， 若有，通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置控制工作臺(tái)停止運(yùn)行；若沒(méi)有，進(jìn)入步驟c)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電子換向龍門刨床及其換向控制方法，該刨床包括床身、工作臺(tái)、控制裝置和換向信號(hào)采集裝置，所述控制裝置包括可編程控制器(PLC)，可編程控制器的控制信號(hào)輸出端與驅(qū)動(dòng)裝置的控制信號(hào)輸入端連接，所述換向信號(hào)采集裝置包括信號(hào)采集器和前進(jìn)、后退兩擋尺，前進(jìn)、后退兩擋尺分別設(shè)置在工作臺(tái)行走方向側(cè)面的兩端部，信號(hào)采集器設(shè)置在與相應(yīng)擋尺同側(cè)的床身上，與兩檔尺配合采集工作臺(tái)的位置信息；信號(hào)采集器的信號(hào)輸出端與可編程控制器的信號(hào)輸入端連接。前進(jìn)、后退兩擋尺隨工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)可反應(yīng)工作臺(tái)的位置信息，信號(hào)采集器采集兩擋尺的位置信息，輸送給可編程控制器，可編程控制器判斷并控制工作臺(tái)減速、換向或停車。
文檔編號(hào)G05D3/20GK101436075SQ20071018995
公開(kāi)日2009年5月20日 申請(qǐng)日期2007年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月13日
發(fā)明者劉文勝, 曹志斌, 瀾 袁 申請(qǐng)人:河南科技大學(xué)