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经济型立式数控铣床的PMC设计

文章出处:三重铣床厂家作者:三重机械人气:发表时间:2017-04-17 16:22【

  1经济型数控铣床概述
 
   经济型又称为简易型数控系统,这一类的数控机床通常仅能满足一般精度要求的加工,能加工形状较为简单的直线、斜线、圆弧及带螺纹类的零件,采用的微机系统为单片机或单片机系统,具有数码显示或CRT字符显示功能,机床进给由步进电机实现开环驱动,控制的轴数和联运轴数在3轴以下,进给分辨率为10um,快速进给速度可达10m/min。这类机床结构一般都比较简单,精度中等,价格也比较低廉,一般不具有通信功能[1]。
 
   经济型立式数控铣床的主要部件有床身、铣头、纵向工作台(X轴)、横向床鞍(Y轴)、升降台、液压控制系统、气动控制系统及电气控制系统。
数控铣床
  
2经济型立式数控铣床的控制分析
 
   经济型立式数控铣床结构主要由底座、床身、铣头、工作台、溜板和升降台操纵面板等部分组成。箱型床身固定在底座上,它是机床的主体部分,用来安装和联接机床的其它部件,床身内装有主轴的传动机构和变速操纵机构。身前装有主轴箱,铣刀在主轴带动下作旋转运动,顺铣时刀具为一转动方向,逆铣时刀具为另一转动方向。溜板在床身前部作横向(前后)运动(Y轴);工作台在溜板上作纵向(左右)运动(X轴);回转工作台也可单向转动。进给电机经机械传动链传动,通过机械离合器在选定的进给方向驱动工作台移动进给,X、Y、Z三个轴各有一套基本相同的进给伺服系统。脉宽调整直流伺服电动机直接带动滚珠丝杠,无级调速,三个伺服电动机分别由NC指令通过计算机控制,任意两个轴都可联动。
 
3经济型立式数控铣床的PMC设计方案
 
  3.1经济型立式数控铣床中PMC的功能
 
   PMC即可编程机床控制器,简单的说它是PLC(可编程控制器)在数控机床上的应用。PMC是数控机床的核心部件之一,它是数控机床不可或缺的一部分。因此经济型立式数控铣床的PMC设计也可说是经济型立式数控铣床的PLC设计。
 
   在讨论PLC、CNC和机床各机械部分、机床辅助装置、强电线路之间的关系时常把数控机床分为“NC侧”和“MT侧”(即机床侧)两大部分。“NC侧”包括CNC系统的硬件和软件以及与CNC系统连接的外部设备。“MT侧”包括机床机械部分及其液压、气压、冷却、润滑、排屑等辅助装置、机床操作面板、继电器线路、机床强电线路等[2]。PLC处于CNC与MT之间,对NC和MT的I/O信号进行处理,即按照预先规定的逻辑顺序对诸如主轴的起停、换向、刀具的更换、工件的夹紧、松开、液压冷却、润滑系统的运行等进行的控制,即控制M、S、T功能。
 
  3.2PLC、变频器的选择
 
  三菱公司的F1系列PLC是一种整体式结构的小型PLC。它指令丰富,功能强大,可靠性高,适应性好,结构紧凑,便于扩展,性能价格比高。F1系列PLC能同时实现“离线编程”和“在线编程”功能齐全,使用方便。综上,经济型立式数控铣床的PLC选用F1-60MR及其扩展单元F1-60ER完全合适。在经济型立式数控铣床的PMC设计中我们选用香港三垦力达公司的SAMCO-IHF/IPF系列通用变频器。SAMCO-I-HF/IPF系列通用变频器为正弦波脉宽调制(SPWM)变频器具有U/f控制和无速度传感器矢量控制两种控制方式,除了具有一般通用变频器所具有的功能外,还具有无速度传感器控制方式节能、U/f恒定控制方式节能和简易节能3种节能方式、PID控制、瞬时停电补偿功能、瞬时欠电压补偿功能、恒定供水控制等功能。
 
  3.3PLC输入输出(I/O)点数的分配
 
  电源和急停如梯形图A区所示;主轴功能的实现如梯形图B区所示;进给功能的实现如梯形图C区所示;进给保持功能的实现如梯形图C区2行所示;点动(步进)功能的实现如梯形图D区所示;倍率选择功能的实现如梯形图E区所示;回零功能的实现如梯形图F区所示;换刀功能的实现如梯形图G区所示;X、Y、Z轴限位功能的实现如梯形图H区所示;定时润滑功能的实现如梯形图I区所示;切削液开、关功能的实现如梯形图J区所示;报警功能的实现如梯形图K区所示;机床锁定功能的实现,当CNC发出机床锁定信号或按下机床锁定按扭时,A区输入继电器X421常开触点闭合,辅助继电器M77接通,所有输出继电器(Y)将自动断开实现机床锁定功能。
 
  4结论
 
  滕州市三重机械制造有限公司铣床厂家,在本文分析了经济型数控铣床的基本功能,明确了数控机床与PLC的关系,选择PLC与变频器等设备并进行PMC设计,实现了经济型立式数控铣床的M、S、T功能。本文设计也适合普通铣床的数控化改造。
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