折線卷筒加工自動(dòng)控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及折線卷筒的加工，尤指一種折線卷筒加工自動(dòng)控制系統(tǒng)，自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用于車床，自動(dòng)控制系統(tǒng)包括主軸編碼器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、伺服電機(jī)、變頻器、PLC和觸控操作面板；PLC安裝在車床的控制柜內(nèi)，主軸編碼器安裝在車床主軸的一端；驅(qū)動(dòng)電機(jī)包括橫向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和縱向驅(qū)動(dòng)電機(jī)，伺服電機(jī)包括橫向伺服電機(jī)和縱向伺服電機(jī)；本實(shí)用新型的適應(yīng)性強(qiáng)，可滿足各種不同規(guī)格產(chǎn)品加工需要，從200mm到5000mm直徑卷筒均可以加工，無(wú)需對(duì)機(jī)械進(jìn)行任何調(diào)整，直接修改參數(shù)就可實(shí)現(xiàn)不同規(guī)格加工的需要，大大節(jié)省加工時(shí)間，提高了加工效率，加工精度高，成品率高，不僅對(duì)其所應(yīng)用的設(shè)備要求較低，而且操作簡(jiǎn)單易學(xué)，同時(shí)生產(chǎn)成本低。
【專利說(shuō)明】折線卷筒加工自動(dòng)控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及折線卷筒的加工，尤指一種折線卷筒加工自動(dòng)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)大型水電站、港口、海上鉆井平臺(tái)以及跨江、跨海大橋的建設(shè)需求不斷增力口，從而帶動(dòng)了大噸位、高揚(yáng)程的大型起重機(jī)的需求，然而在設(shè)計(jì)這些大型起重機(jī)卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)時(shí)，采用單層纏繞的卷筒已不能滿足使用要求，只能采用多層纏繞系統(tǒng)；實(shí)踐證明采用折線卷筒來(lái)解決多層纏繞是最有效的，既能縮小卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)空間布置尺寸，還能大大提高鋼絲繩使用壽命。
[0003]所謂“折線”是針對(duì)卷筒繩槽而言的，卷筒根據(jù)繩槽型式分為3種:一是無(wú)繩槽光面卷筒；二是螺旋形繩槽卷筒；三是折線形繩槽卷筒；而折線形繩槽是指每一圈繩槽內(nèi)有兩段與卷筒端板平行，有兩段與卷筒端板成一定角度，兩平行段之間通過(guò)兩折線段過(guò)渡；現(xiàn)在的折線卷筒的加工主要有以下幾種加工方法:
[0004]1、筒體為鋼板卷制而成或采用無(wú)縫鋼管，粗加工以后，利用間歇掛輪裝置在卷筒表面整體加工成折線形螺旋槽；該種加工方式存在以下缺點(diǎn):首先，機(jī)械掛輪裝置所需的間歇齒輪加工要求較高，磨損大，每更換一個(gè)螺距需定制專用齒輪，更換起來(lái)費(fèi)時(shí)費(fèi)力；其次，整體加工的卷筒精度高，但加工成本相對(duì)較高，即使用數(shù)控車床，也需要編制特定的加工程序，且對(duì)規(guī)定角度，規(guī)定長(zhǎng)度的卷筒無(wú)法加工。
[0005]2、四瓣拼焊成形筒體分為兩層，內(nèi)層筒體為鋼板卷制或采用無(wú)縫鋼管，粗加工之后，將外層筒體塞焊于內(nèi)層筒體；外層筒體由四塊鋼板組成，其中兩塊加工成直槽，另外兩塊加工成斜槽，直槽板與斜槽板的寬度由卷筒直徑及直槽與斜槽對(duì)應(yīng)的角度決定；直槽板與斜槽板的另一面加工成平面，并在槽底均布鉆塞焊孔，再經(jīng)彎曲后相間塞焊于內(nèi)層筒體，然后將接口處及塞焊處打磨光滑；這樣制出的卷筒精度較差，槽形會(huì)因?yàn)閺澢冃?，所以?duì)卷筒直徑與壁厚有限制，雖然工藝簡(jiǎn)單，加工成本低，對(duì)于直徑不大，纏繞精度要求不高的卷?yè)P(yáng)安全可以采用這種制造方法，但是對(duì)于大直徑，高精度的卷筒無(wú)法拼焊。
[0006]3、槽型施焊成形筒體內(nèi)部為鋼板卷制或采用無(wú)縫鋼管預(yù)加工好的光卷筒，然后將成形的槽型條按照事先劃好的折線焊于卷筒表面，槽型條可以根據(jù)卷筒設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)出截面尺寸，委托鋼廠軋制，或者直接用截面尺寸相近的圓鋼代替；該加工方法對(duì)于小批量，多規(guī)格卷筒加工難度較大。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型旨在提供一種應(yīng)用于車床的折線卷筒加工自動(dòng)控制系統(tǒng)
[0008]為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案如下:一種折線卷筒加工自動(dòng)控制系統(tǒng)，所述的自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用于車床，所述的自動(dòng)控制系統(tǒng)包括主軸編碼器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、伺服電機(jī)、變頻器、PLC和觸控操作面板；所述的PLC安裝在車床的控制柜內(nèi)，所述的主軸編碼器安裝在車床主軸的一端；所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)包括橫向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和縱向驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述的伺服電機(jī)包括橫向伺服電機(jī)和縱向伺服電機(jī)。
[0009]所述的橫向伺服電機(jī)安裝在車床的橫向絲桿的一端，所述的縱向伺服電機(jī)安裝在車床的縱向絲桿的一端。
[0010]所述的觸控操作面板安裝在車床的控制柜上，所述的觸控操作面板與PLC通過(guò)485通訊信號(hào)線連接。
[0011]所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)與PLC采用信號(hào)線連接，所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)與伺服電機(jī)采用信號(hào)線連接，所述的主軸編碼器分別與PLC和車床的主軸電機(jī)采用信號(hào)線連接，所述的主軸電機(jī)與變頻器采用信號(hào)線連接，PLC可以通過(guò)變頻器控制車床的主軸電機(jī)，以達(dá)控制主軸轉(zhuǎn)速的目的。
[0012]所述的信號(hào)線外層包覆有網(wǎng)狀屏蔽線套。
[0013]所述的自動(dòng)控制系統(tǒng)為全閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型的適應(yīng)性強(qiáng)，可滿足各種不同規(guī)格產(chǎn)品加工需要，從200mm到5000mm直徑卷筒均可以加工，無(wú)需對(duì)機(jī)械進(jìn)行任何調(diào)整，直接修改參數(shù)就可實(shí)現(xiàn)不同規(guī)格加工的需要，大大節(jié)省加工時(shí)間，提高了加工效率，加工精度高，成品率高，不僅對(duì)其所應(yīng)用的設(shè)備要求較低，而且操作簡(jiǎn)單易學(xué)，同時(shí)生產(chǎn)成本低，在待加工工件偏重的情況下，可使待加工工件的加工不受偏重影響。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型的工作原理示意圖。
[0016]圖2是本實(shí)用新型的車床的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]附圖標(biāo)記說(shuō)明:控制柜1，大車2，橫向絲桿201，橫向伺服電機(jī)202，小車3，縱向絲桿301，縱向伺服電機(jī)302，后車4，頂針401。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】:
[0019]一種折線卷筒加工自動(dòng)控制系統(tǒng)，所述的自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用于車床，所述的自動(dòng)控制系統(tǒng)包括主軸編碼器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、伺服電機(jī)、變頻器、PLC和觸控操作面板；所述的PLC安裝在車床的控制柜I內(nèi)，所述的主軸編碼器安裝在車床主軸的一端；所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)包括橫向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和縱向驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述的伺服電機(jī)包括橫向伺服電機(jī)202和縱向伺服電機(jī)302，所述的橫向伺服電機(jī)202安裝在車床的橫向絲桿201的一端，所述的縱向伺服電機(jī)302安裝在車床的縱向絲桿301的一端，所述的觸控操作面板安裝在車床的控制柜I上，所述的觸控操作面板與PLC通過(guò)485通訊信號(hào)線連接，所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)與PLC采用信號(hào)線連接，所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)與伺服電機(jī)采用信號(hào)線連接，所述的主軸編碼器分別與PLC和車床的主軸電機(jī)采用信號(hào)線連接，所述的主軸電機(jī)與變頻器采用信號(hào)線連接，PLC可以通過(guò)變頻器控制車床的主軸電機(jī)，以達(dá)控制主軸轉(zhuǎn)速的目的，所述的信號(hào)線外層包覆有網(wǎng)狀屏蔽線套，所述的自動(dòng)控制系統(tǒng)為全閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)。
[0020]折線卷筒加工自動(dòng)控制系統(tǒng)加工折線卷筒的方法:當(dāng)車床的總電源接通后，所述的自動(dòng)控制系統(tǒng)開(kāi)啟，首先通過(guò)人工將待加工的工件的一端裝夾固定在車床的主軸轉(zhuǎn)輪上，如果工件較長(zhǎng)，可以通過(guò)后車4上的頂針401頂住待加工工件的另一端來(lái)輔助待加工工件的裝夾固定，此時(shí)主軸編碼器會(huì)自動(dòng)通過(guò)聯(lián)軸器采集車床主軸的位置、角度以及轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，并以脈沖信號(hào)的方式傳輸并寄存到PLC的寄存器內(nèi)，然后通過(guò)人工操控觸控操作面板根據(jù)需要輸入數(shù)據(jù)值，輸入的數(shù)據(jù)值會(huì)儲(chǔ)存到PLC的寄存器內(nèi)；橫向:PLC的中央控制系統(tǒng)將輸入的數(shù)據(jù)值以脈沖信號(hào)的方式發(fā)送給橫向驅(qū)動(dòng)電機(jī)，然后橫向驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)送脈沖信號(hào)給橫向伺服電機(jī)202,橫向伺服電機(jī)202驅(qū)動(dòng)橫向絲桿201轉(zhuǎn)動(dòng)；同時(shí)橫向伺服電機(jī)202編碼器會(huì)采集橫向向絲桿上大車2的當(dāng)前的位置、位移數(shù)據(jù)，之后橫向伺服電機(jī)202編碼器將采集的大車2的當(dāng)前的位置、位移數(shù)據(jù)以脈沖信號(hào)的方式通過(guò)橫向驅(qū)動(dòng)電機(jī)反饋給PLC中央控制系統(tǒng)；然后儲(chǔ)存在寄存器內(nèi)的王軸的數(shù)據(jù)通過(guò)PLC中央控制系統(tǒng)的精度定時(shí)功能運(yùn)算得出主軸的標(biāo)準(zhǔn)位置值，然后主軸的標(biāo)準(zhǔn)位置值與橫向伺服電機(jī)202反饋的大車2的當(dāng)前位置值通過(guò)PLC中央控制系統(tǒng)的PID調(diào)節(jié)功能進(jìn)行邏輯判斷運(yùn)算得出偏差值之后根據(jù)偏差值對(duì)橫向轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整得出新的橫向轉(zhuǎn)速值，然后PLC中央控制系統(tǒng)將運(yùn)算后得出新的橫向轉(zhuǎn)速值以脈沖信號(hào)的方式通過(guò)橫向驅(qū)動(dòng)電機(jī)賦值給橫向伺服電機(jī)202,橫向伺服電機(jī)202驅(qū)動(dòng)橫向絲桿201按照新的橫向轉(zhuǎn)速值轉(zhuǎn)動(dòng)，然后PLC中央控制系統(tǒng)通過(guò)上述方式以50ms中斷響應(yīng)對(duì)橫向絲桿201轉(zhuǎn)速不斷進(jìn)行調(diào)整；縱向:PLC的中央控制系統(tǒng)發(fā)送脈沖信號(hào)給縱向驅(qū)動(dòng)電機(jī)，然后縱向驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)送脈沖信號(hào)給縱向伺服電機(jī)302，縱向伺服電機(jī)302驅(qū)動(dòng)縱向絲桿301轉(zhuǎn)動(dòng)，縱向絲桿301上的小車3上的預(yù)警刀在縱向方向會(huì)先走一段預(yù)警距離；同時(shí)縱向伺服電機(jī)302編碼器會(huì)采集縱向向絲桿上小車3的當(dāng)前的位置、位移數(shù)據(jù)，之后縱向伺服電機(jī)302編碼器將采集的小車3的當(dāng)前的位置、位移數(shù)據(jù)以脈沖信號(hào)的方式通過(guò)縱向驅(qū)動(dòng)電機(jī)反饋給PLC的中央控制系統(tǒng)；然后PLC的中央控制系統(tǒng)通過(guò)將輸入的縱向數(shù)據(jù)值與縱向伺服電機(jī)302反饋的小車3的當(dāng)前的位置、位移數(shù)據(jù)進(jìn)行PID調(diào)節(jié)功能進(jìn)行邏輯判斷運(yùn)算得出新的縱向有效位置數(shù)據(jù)，然后PLC中央控制系統(tǒng)將新的縱向有效位置數(shù)據(jù)以脈沖信號(hào)通過(guò)縱向驅(qū)動(dòng)電機(jī)賦值為縱向伺服電機(jī)302，縱向伺服電機(jī)302驅(qū)動(dòng)縱向絲桿301使得小車3移動(dòng)到有效位置。
[0021 ] 采用這套自動(dòng)控制系統(tǒng)既可以加工折線卷筒，也可以加工普通螺旋卷筒，相比以前的加工方法具有以下特點(diǎn):
[0022]1、加工精度高，采用本套系統(tǒng)加工卷筒，精度和數(shù)控系統(tǒng)接近，可達(dá)到±0.1MM，可滿足市場(chǎng)上絕大多數(shù)卷筒的加工要求。
[0023]2、成品率高，本套系統(tǒng)采用智能故障處理模式，當(dāng)加工過(guò)程中發(fā)生異常，系統(tǒng)可以自動(dòng)調(diào)節(jié)各單元，避免出現(xiàn)報(bào)廢工件的情況。
[0024]3、操作簡(jiǎn)單智能，本套系統(tǒng)采用觸摸屏作為人機(jī)界面，操作人員無(wú)需專門學(xué)習(xí)數(shù)控知識(shí)，只需將幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)輸入系統(tǒng)，系統(tǒng)將自動(dòng)執(zhí)行加工，大大降低對(duì)操作者的要求。
[0025]以上所述，僅是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)范圍作出任何限制，故凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何細(xì)微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種折線卷筒加工自動(dòng)控制系統(tǒng)，所述的自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用于車床，其特征在于:所述的自動(dòng)控制系統(tǒng)包括主軸編碼器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、伺服電機(jī)、變頻器、PLC和觸控操作面板；所述的PLC安裝在車床的控制柜內(nèi)，所述的主軸編碼器安裝在車床主軸的一端；所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)包括橫向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和縱向驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述的伺服電機(jī)包括橫向伺服電機(jī)和縱向伺服電機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的折線卷筒加工自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的橫向伺服電機(jī)安裝在車床的橫向絲桿的一端，所述的縱向伺服電機(jī)安裝在車床的縱向絲桿的一端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的折線卷筒加工自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的觸控操作面板安裝在車床的控制柜上，所述的觸控操作面板與PLC通過(guò)485通訊信號(hào)線連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的折線卷筒加工自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)與PLC采用信號(hào)線連接，所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)與伺服電機(jī)采用信號(hào)線連接，所述的主軸編碼器分別與PLC和車床的主軸電機(jī)采用信號(hào)線連接，所述的主軸電機(jī)與變頻器采用信號(hào)線連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的折線卷筒加工自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的信號(hào)線外層包覆有網(wǎng)狀屏蔽線套。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的折線卷筒加工自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的自動(dòng)控制系統(tǒng)為全閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】G05B19/18GK203414777SQ201320481168
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月8日
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