基于PLC的数控电解加工机床的研制

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1、万方数据2009年5月第37卷第5期机床与液压MACHINETOOL&HYDRAUUCSMay2009V01．37No．5基于PLC的数控电解加工机床的研制陈伟(安徽理工大学机械工程学院，安徽淮南232001)摘要：介绍了PLC和触摸屏控制的数控电解加工机床的研制，根据电解加工机床的要求，设计了数控系统总体方案，阐述了数控系统的硬件结构和控制软件结构。关键词：PLC；数控系统；电解加工机床中图分类号：TP273．24文献标识码：B文章编号：1001—388112009)5—056—3DevelopmentofNumericalControlEl

2、ectrochemicalMachiningMachineToolControlledbyPLCCHENWei(AnhuiUniversityofScienceandTechnology，HuainanAnhui232001，China)Abstract：ThedevelopmentofthenumefieMcontrolelectrochemicalmachining(ECM)machinetoolcontrolledbyPIEandtouchingscreenwasintroduced，theconstructionofthehardwar

3、eandsoftwareofthenumericalcontrolledsystemWaSpresentedbasedontherequirementsoftheECMmachinet001．Keywords：PLC；Numericalcontrolledsystem；Electrochemicalmachiningmachinetool0引言电解加工(ElectrochemicalMachining，ECM)是机械制造中的一个重要分支，它是利用金属在外电源作用下在电解液中发生阳极溶解的原理将零件加工成型的一种现代特种加工技术，是现代关键制造技

4、术之一。电解加工具有自己独特的优点，其加工范围广、效率高、可以获得较好的表面粗糙度和精度，不产生切削力以及工具阴极可以长期使用等。它被广泛应用于叶片型面、模具型腔、炮管膛线、特殊孔类、整体叶轮、高温耐热合金薄壁机匣等的加工。但在电解加工过程中，会产生腐蚀性气体。普通电解加工机床所使用的电子分离元件和小型集成电路组成的控制系统在此恶劣的潮湿工作环境中，电器元件易被腐蚀和锈坏。其工作稳定性差，故障率高，不能够长期正常工作，没有便捷的人机交互系统；且制造烦琐，调试时间长，维修困难，功能也难以扩展，故急需对其进行现代化改造。控制系统的改造选用可编程控制

5、器(PLC)和触摸屏技术，PLC集程序控制、数据处理、参数调节等功能于一身，采用PLC的控制性能最佳，是当前数控技术发展的主流。其主要特点是可靠性高、适应工业环境强、模块组合灵活、功能强大、编程方便等。采用PLC可大大缩短设计、编程和投产周期，使总开发费用进一步降低。人机交互系统选用触摸屏技术，它使人机交互更为直截了当。具有操作简便、界面友好、用户信息丰富等特点。1数控系统的总体设计要求针对不同类型的电解加工工艺，数控系统的设计需要实现以下功能：(1)自动对刀功能在加工前，可以使用数控系统的对刀功能确定阴极与工件的准确距离。(2)自动加工功能自

6、动加工的工作循环过程如下：首先，阴极从机床原点以300mm／min的速度向下快速移动，在加电点以上2mm处自动转换成进给速度。此时自动开阀，输入电解液(加液指示灯亮)。在阴极到达加电点时，自动加电(加电指示灯亮)，加工深度显示表开始显示加工深度，同时电流表指示加工电流。当阴极进给到预置的加工深度时，即快速返回机床原点，同时关断加工电压和电解液阀。期间，阴极在趋近机床原点时，自动减速。当到达机床原点时，阴极停止移动。(3)自动分度功能在整体叶轮等工件加工过程中，PIE可控制步进电机驱动数控分度头的运动，实现自动分度，工件转入下一个工位。(4)故障

7、自动处理功能当自动加工时出现短路或过电流，故障继电器自动闭合，使PLC触发故障中断服务程序，这时机床停止进给，自动记录故障时的阴极位置，关断加工电压和电解液阀，阴极快速返回机床原点。经过故障处收稿日期：2008—05—05作者简介：陈伟(19“一)，男，工程师，主要从事机电设备的研究。电话：13625545532，E—mail：ehl63w@163．corn。万方数据第5期陈伟：基于PLC的数控电解加工机床的研制·57·理后，可重新开始加工。此时，阴极在故障加电点以上2mm处换成进给速度，继续完成因故障而中断的自动加工循环。(5)自适应控制功能

8、温度等参数的改变会引起电解液电导率的相应变化，进而改变加工间隙，导致加工尺寸的误差。根据它们之间的规律，利用PLC的编程功能和阴极进给速度的改变自动补