龍門刨床換向自動(dòng)控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種龍門刨床換向自動(dòng)控制系統(tǒng)，用于龍門刨床自動(dòng)換向。包括三相交流輸入電源、全數(shù)字直流調(diào)速驅(qū)動(dòng)裝置、刨床主軸脈沖旋轉(zhuǎn)編碼器、刨床主軸控制直流調(diào)速電機(jī)、PLC可編程控制器、直流電機(jī)勵(lì)磁、直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速表和電樞電流表、控制電源變壓器。本發(fā)明通過(guò)軟件開發(fā)將PLC可編程控制器應(yīng)用到龍門刨床的換向自動(dòng)控制中，定位準(zhǔn)確，操作簡(jiǎn)便，反響速度快，節(jié)時(shí)省力，穩(wěn)定可靠，有效降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均能很好地滿足設(shè)計(jì)要求。
【專利說(shuō)明】龍門刨床換向自動(dòng)控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及自動(dòng)控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種用于龍門刨床在自動(dòng)循環(huán)換向時(shí)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，龍門刨床循環(huán)換向運(yùn)動(dòng)是采用機(jī)械碰撞行程開關(guān)的方式來(lái)控制。眾所周知，刨床是一種往復(fù)式運(yùn)動(dòng)，每個(gè)工作日有成百上千次換向，這對(duì)于機(jī)械式開關(guān)的沖擊很大，使其使用壽命短，故障率高。而后來(lái)龍門刨床循環(huán)換向逐漸被無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)代替，而無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)對(duì)接觸距離要求比較高，一般在5毫米以內(nèi)，但在實(shí)際工作中經(jīng)常出現(xiàn)開關(guān)被撞壞或接觸不上，無(wú)法保證換向控制的準(zhǔn)確和到位。同時(shí)，以上兩種原始的控制方式均又存在著當(dāng)加工工件長(zhǎng)度改變時(shí)，需要重新調(diào)整撞塊距離的操作，不僅增加了工作量，而且也增強(qiáng)了勞動(dòng)強(qiáng)度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種龍門刨床換向自動(dòng)控制系統(tǒng)，通過(guò)在直流電機(jī)上安裝脈沖編碼器，與PLC可編程高速計(jì)數(shù)器相結(jié)合，以提高刨床工作臺(tái)行程控制精度，減少機(jī)床故障率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的三相交流輸入電源接入三相交流濾波電抗器的輸入端，與三相交流快速熔斷器串連，將電壓輸入到全數(shù)字直流調(diào)速驅(qū)動(dòng)裝置的主回路，全數(shù)字直流調(diào)速驅(qū)動(dòng)裝置與帶有刨床主軸脈沖旋轉(zhuǎn)編碼器的刨床主軸控制直流調(diào)速電機(jī)連接，刨床主軸脈沖旋轉(zhuǎn)編碼器接入PLC可編程控制器；三相交流輸入電源經(jīng)控制電源變壓器接入PLC可編程控制器，PLC可編程控制器的輸入信號(hào)為接受來(lái)自刨床按鈕操作站及床身控制限位部分的控制信號(hào)和接收來(lái)自刨床主軸控制直流調(diào)速電機(jī)的刨床主軸脈沖旋轉(zhuǎn)編碼器的旋轉(zhuǎn)信號(hào)，作為PLC可編程控制的脈沖輸入；PLC可編程控制器的輸出信號(hào)為使能和啟動(dòng)信號(hào)以及控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)速度的給定信號(hào)，PLC可編程控制器的輸出信號(hào)使控制全數(shù)字直流調(diào)速驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，直流調(diào)速電機(jī)勵(lì)磁、直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速表和電樞電流表與全數(shù)字直流調(diào)速驅(qū)動(dòng)裝置連接。
[0005]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過(guò)軟件開發(fā)將PLC可編程高速計(jì)數(shù)應(yīng)用到龍門刨床的換向自動(dòng)控制中，定位準(zhǔn)確，操作簡(jiǎn)便，反響速度快，節(jié)時(shí)省力，穩(wěn)定可靠，有效降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均能很好地滿足設(shè)計(jì)要求。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)框圖。
[0007]圖2是本發(fā)明的第一電氣原理圖。
[0008]圖3是本發(fā)明的第二電氣原理圖。
[0009]圖4是本發(fā)明的換向控制梯形圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0010]如圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明的三相交流輸入電源為AC380V，頻率50HZ，三相交流輸入電源接入三相交流濾波電抗器的輸入端，與三相交流快速熔斷器串連，將電壓輸入到590全數(shù)字直流調(diào)速驅(qū)動(dòng)裝置7的主回路，序號(hào)I包括三相交流濾波電抗器與三相交流快速熔斷器，三相交流濾波電抗器是一個(gè)無(wú)導(dǎo)磁材料的空心線圈，在電力系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，會(huì)產(chǎn)生數(shù)值很大的短路電流，在此處串聯(lián)該進(jìn)線電抗器，可以增大短路阻抗，限制短路電流，以保持刨床電氣控制的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，三相交流快速熔斷器主要在于當(dāng)刨床主軸控制直流調(diào)速電機(jī)2或全數(shù)字直流調(diào)速驅(qū)動(dòng)裝置7發(fā)生短路，電流嚴(yán)重過(guò)載時(shí)，能夠在瞬間熔斷，限制短路電流，保護(hù)電力設(shè)備；全數(shù)字直流調(diào)速驅(qū)動(dòng)裝置7與帶有刨床主軸脈沖旋轉(zhuǎn)編碼器8的刨床主軸控制直流調(diào)速電機(jī)2連接，全數(shù)字直流調(diào)速驅(qū)動(dòng)裝置7的直流輸出A+、A-連接到刨床主軸控制直流調(diào)速電機(jī)2的電樞端，刨床主軸脈沖旋轉(zhuǎn)編碼器8的信號(hào)反饋到全數(shù)字直流調(diào)速驅(qū)動(dòng)裝置7的反饋輸入端和PLC可編程控制器11的脈沖輸入端，輸入的交流電壓為380V，刨床主軸脈沖旋轉(zhuǎn)編碼器8接入CPlE歐姆龍PLC PLC可編程控制器11，全數(shù)字直流調(diào)速驅(qū)動(dòng)裝置7的主功率電路結(jié)構(gòu)為反并聯(lián)三相全控橋式整流，控制電路使用十六位微處理器，實(shí)現(xiàn)電流環(huán)和速度環(huán)的雙環(huán)控制，通過(guò)人機(jī)接口和軟件組態(tài)，對(duì)刨床主軸控制直流調(diào)速電機(jī)2的電樞電壓和電樞電流進(jìn)行控制；刨床主軸脈沖旋轉(zhuǎn)編碼器8可通過(guò)計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)來(lái)算出電機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)速度環(huán)的閉環(huán)調(diào)節(jié)，以精確控制主軸運(yùn)行，刨床主軸脈沖旋轉(zhuǎn)編碼器8直接安裝于電機(jī)的軸端，在電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)將編碼器發(fā)出的A+和B+方向信號(hào)以及脈沖數(shù)輸入到可PLC可編程控制器11的輸入端；三相交流輸入電源經(jīng)控制電源變壓器10接入PLC可編程控制器11，通過(guò)控制電源變壓器10降壓為交流220V，作為PLC可編程器11的輸入電源；PLC可編程控制器11的主要特性是通過(guò)專用軟件CX-PROGRAMMER FOR CPIE進(jìn)行編程，設(shè)定及監(jiān)控能夠?qū)崿F(xiàn)快速響應(yīng)輸入，增強(qiáng)高速計(jì)數(shù)功能，PLC可編程高速計(jì)數(shù)器使用軟件復(fù)位、脈沖和方向輸入的模式，將刨床按鈕操作站及床身控制限位部分9、編碼器旋轉(zhuǎn)發(fā)出的脈沖旋轉(zhuǎn)信號(hào)存入PLC的DM寄存器中，將設(shè)定的脈沖數(shù)存入另一個(gè)DM寄存器中，對(duì)兩個(gè)寄存器中的變量值利用CMPL函數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)比較和運(yùn)算，當(dāng)PLC可編程高速計(jì)數(shù)器11的數(shù)值達(dá)到設(shè)定的脈沖數(shù)時(shí)，通過(guò)軟件編程，輸出控制信號(hào)控制全數(shù)字直流調(diào)速驅(qū)動(dòng)裝置7改變控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)速度的給定信號(hào)6，以達(dá)到精確控制刨床工作臺(tái)前進(jìn)和后退；PLC可編程高速計(jì)數(shù)器11的輸入信號(hào)為接受來(lái)自刨床按鈕操作站及床身控制限位部分9的控制信號(hào)和接收來(lái)自刨床主軸控制直流調(diào)速電機(jī)2的刨床主軸脈沖旋轉(zhuǎn)編碼器8的旋轉(zhuǎn)信號(hào)，作為PLC可編程控制器11的脈沖輸入，刨床按鈕操作站及床身控制限位部分9用于控制刨床的工作臺(tái)的前進(jìn)定位、后退定位，以及工作臺(tái)循環(huán)、橫梁的上升、下降，刀架的抬刀、進(jìn)刀；PLC可編程控制器11的輸出信號(hào)為使能和啟動(dòng)信號(hào)3以及控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)速度的給定信號(hào)6, PLC可編程控制器11的輸出信號(hào)使控制全數(shù)字直流調(diào)速驅(qū)動(dòng)裝置7驅(qū)動(dòng)，直流電機(jī)勵(lì)磁4、直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速表和電樞電流表5與全數(shù)字直流調(diào)速驅(qū)動(dòng)裝置7連接，刨床在加工過(guò)程中，必須適時(shí)監(jiān)控直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速表和電樞電流表5。
[0011]圖4是本發(fā)明的換向控制梯形圖，序號(hào)I為后退定位按鈕；序號(hào)2為計(jì)數(shù)器復(fù)位；序號(hào)3為賦值指令；序號(hào)4為前進(jìn)定位按鈕；序號(hào)5為讀指令；序號(hào)6為小于比較器；序號(hào)7為后退換向指令；序號(hào)8為前進(jìn)換向指令；序號(hào)9為大于比較器；序號(hào)10為前進(jìn)換后退中間繼電器；序號(hào)11為后退換前進(jìn)中間繼電器。
【權(quán)利要求】
1.一種龍門刨床換向自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于:三相交流輸入電源接入三相交流濾波電抗器的輸入端，與三相交流快速熔斷器串連，將電壓輸入到全數(shù)字直流調(diào)速驅(qū)動(dòng)裝置(7)的主回路，全數(shù)字直流調(diào)速驅(qū)動(dòng)裝置(7)與帶有刨床主軸脈沖旋轉(zhuǎn)編碼器(8)的刨床主軸控制直流調(diào)速電機(jī)(2 )連接，刨床主軸脈沖旋轉(zhuǎn)編碼器(8 )接入PLC可編程控制器(11);三相交流輸入電源經(jīng)控制電源變壓器(10 )接入PLC可編程控制器(11)，PLC可編程控制器(11)的輸入信號(hào)為接受來(lái)自刨床按鈕操作站及床身控制限位部分(9)的控制信號(hào)和接收來(lái)自刨床主軸控制直流調(diào)速電機(jī)(2)的刨床主軸脈沖旋轉(zhuǎn)編碼器(8)的旋轉(zhuǎn)信號(hào)(12)，作為PLC可編程控制器(11)的脈沖輸入；PLC可編程控制器(11)的輸出信號(hào)為使能和啟動(dòng)信號(hào)(3 )以及控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)速度的給定信號(hào)(6 )，PLC可編程控制器(11)的輸出信號(hào)使控制全數(shù)字直流調(diào)速驅(qū)動(dòng)裝置(7)驅(qū)動(dòng)，直流調(diào)速電機(jī)勵(lì)磁(4)、直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速表和電樞電流表(5)與全數(shù)字直流調(diào)速驅(qū)動(dòng)裝置(7)連接。
【文檔編號(hào)】G05B19/18GK103869746SQ201210550943
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月18日
【發(fā)明者】黃和平, 李成業(yè), 喻先啟 申請(qǐng)人:襄陽(yáng)科威電氣有限公司