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X62W万能铣床工作台运动方向演示装置的研制

文章出处:三重铣床厂家作者:三重机械人气:发表时间:2017-02-10 14:37【

1前言
    作为X62W万能铣床电气培训鉴定柜,一些学校及维修电工技能鉴定站仅对机床的电气控制部分进行了模拟,即在一块电工绝缘板上进行了电器组装后来应付实训教学与技能鉴定之需。而就X62W型万能铣床而言,由于进给运动具有它的特殊性,即工作台要求在3个坐标的前后、左右、上下6个方向作进给运动和快速移动,还有圆工作台的回转运动,这些运动都是通过同一台电动机M2的正反转来实现的。经过多年的教学实践证明,对这些运动,仅靠肉眼观察电机M2的正转或反转是难以辨别出工作台的六个运动方向的。特别是在操作过程中只听到电气元器件动作的声音却看不到工作台机械运动的效果,学生不能将电气控制与被控对象联系起来,对机电一体化缺乏认识。鉴定考试中,考评员设置了控制进给运动部分的电路故障,然而由电路故障导致的进给运动的问题不明显,因而增加了排故的难度和时间,即使进给故障已经解决,开机时还是看不到明显的运动效果,缺乏直观性。因此对于X62W铣床电气培训鉴定柜来说,研制铣床工作台运动方向演示装置是必需的。
 
2工作台的运动方向用单片机应用系统来演示实现
2.1工作台六个方向的进给运动演示的实现原理
    以纵向(即左右)进给运动为例,现采用按钮LA18-22来代替工作台纵向操作手柄内的行程开关,如操作手柄的向左、向右位置各用一个按钮代替,因为它具有2常开2常闭,它完全具备原操纵手柄的第一个功能,原操纵手柄第二功能的实现还需对机械传动部分加以模拟,模拟时绝对不能违背原机床动力的传递规律,原机床电动机的传动链与工作台丝杠间的配合现采用与电动机同轴的速度继电器和相应运动方向的按钮(代替行程开关)的辅助常开接点配合来模拟,工作台的运动方向采用一组发光二极管显示。如图一所示,分析左右进给运动,若向左运动,首先启动主轴电动机且将SA2扳到断开位置,然后将操作手柄扳到左位置(即将代替操作手柄行程开关SQ5的按钮按下),电动机启动,速度继电器J1常开触头闭合,由于此时SQ5-3闭合,使单片机的P1.0位变为低电平,经过单片机应用系统,使接在8255B口上的发光二极管组向左依次轮流发光,表示了工作台的向左移动;若向左移动到某位置时,将操作手柄扳到零位置(即将代替操作手柄的SQ5按钮松开),这时发光管亮点停止在此位置,如再将操作手柄扳到向右位置(即将代替操作手柄行程开关SQ6的按钮按下),则速度继电器J2常开接点闭合,此时SQ6-3已闭合,单片机的.P1.3位变为低电平,经过单片机应用系统,使接在8255B口上的发光二极管组亮点从该位置依次向右移动,向右依次轮流发光,表示了工作台的向右移动。若控制某方向运动的接触器线圈回路中某一元件故障就会导致电动机不转,导致速度继电器常开触头不闭合,单片机应用系统的输入位不能变为低电平,因而发光二极管组不亮。这样模拟得栩栩如生。
XQ6226W万能铣床
2.2工作台快速移动演示的实现原理
    X62W万能铣床现用代替电磁铁YC3的直流继电器、速度继电器、按钮(代替实现不同进给方向的行程开关)、单片机应用系统、发光二极管负载组配合来实现模拟工作台快速移动方向。用速度继电器的常开触头、直流继电器常开触头YC3、按钮的常开触头(模拟实现不同进给方向)作恰当连接来模拟齿轮
 
    传动链与进给丝杠分离并且将电动机与进给丝杠直接搭合,通过单片机应用系统,成功实现了发光二极管组快速亮移,从而演示了工作台的快速移动方向。例如实现快速左移过程如下,按下快速移动按钮,且将SQ5按下(相当于把操作手柄置于向左位置),其最终效果是直流继电器YC3常开接点闭合,单片机的P1.6位变为低电平,与此同时,SQ5-3也闭合,单片机的P1.0位也变为低电平,P1.0与P1.6的组合,利用软件系统,使接在8255B口上的发光二极管亮点快速向左移动,且当发光二极管组的亮点快移到某位置时松开按钮,由于直流接触器YC3常开接点断开,亮点即从该位置开始改快速亮移为慢速亮移。将进给按钮松开,则B口上的发光二极管亮点停止移动。若快移控制按钮或者控制某方向运动的接触器回路有故障,都将导致电动机不转动,从而速度继电器常开触头不能闭合,单片机的输入口的位不能变为低电平,发光二极管不能点亮。若控制快移的电磁铁有故障,则模拟电磁铁的直流继电器YC3的常开接点合不上,P1.6仍为高电平,单片机应用系统就不能使发光二极管点亮。
 
 
2.3工作台运动方向演示装置的硬件设计
    采用INTEL公司生产的8032单片机一片,选用扩展ROM芯片2764一片,虽然本系统程序容量不大,但考虑到发展的需要以及容量大而价格差别不大的原因,选择了2764。采用锁存器74LS373一片。P1口作为输入口,输入部分P1.0~P1.7与前面提到的相关开关触头相连。由于需要上下、左右、前后、圆工作台回转等4组运动方向演示,而8032单片机现能用来作为输出口的只有P3口的P3.0~P3.5六位,因此需要用8255作为扩展口,现采用3组(每组有8个发光二极管)发光二极管组作六个进给运动方向的显示器,1组含6个发光二极管的发光二极管组作圆形工作台运动的显示器,由于发光二极管工作电流较大,因此采用同相驱动的集成芯片7407来驱动发光二极管,同相驱动克服了CPU复位期间LED发光的缺陷,本设计根据需要使用了5块7407芯片。总机电源采用WD990微机专用电源,输出5伏直流电压。单片机复位电路、单片机的时钟电路等。其硬件部分框图见图1。
 
3结论
3.1该装置具有实用性
    X62W万能铣床工作台运动方向演示装置,是与X62W铣床电气培训鉴定柜配套的产品,由于在模拟电气控制电路的基础上又成功实现了工作台运动方向的演示,学员在这样的模拟机床上操作具有身临其境的感觉,因而极大地增强了X62W铣床电气培训鉴定屏的直观性。本装置研制成功后,在我院成人教育与职业教育的电类专业的现场教学中发挥了重大作用,教师反映教起来轻松,学生反映学起来容易,深受广大师生的好评。带有工作台运动演示装置的电气培训鉴定柜用于维修电工技能鉴定,操作直观,有利于学员快速排除故障,深受考评员和考生的好评。
    采用微电脑实现工作台运动方向的演示可以作为单片机教学的一个实用的开发课题,具有一机多用的特点。该装置可以模拟机械故障,可以区别工作台运动部分出现的故障是电气故障还是机械故障,弥补了过去电气培训鉴定柜只能模拟电气故障的不足。且具有较高的性能价格比。
3.2该装置具有科学性单片机应用系统具有运行速度快、实时性、可靠性高、性能稳定、环境的适应性强等特点,电路实现简单,整个演示装置可方便与柜体插接,安全可靠,具有科学性。
3.3该装置具有先进性据个人检索了生产同类产品的诸多厂家,用单片机应用系统实现对X62W铣床工作台运动方向演示的电气控制柜还是
较为先进的。
3.4该装置具有经济性该装置制造成本低,仅一台就为学院节约资金2万元,5台就可节约10万元。