h150落地镗床电气系统数控化改造探索

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1、第7卷第3期广东轻工职业技术学院学报Vo.l7No.32008年9月JOURNALOFGUANGDONGINDUSTRYTECHNICALCOLLEGESep.2008H150落地镗床电气系统数控化改造探索颜学定(广东轻工职业技术学院,广东广州510300)摘要:介绍了旧的H150型落地镗床的电气系统数控化改造。提出了基于伺服电机、交流伺服系统和PLC的控制方案,详细地叙述了机床的数控改造步骤。关键词:可编程控制器;数控化改造;伺服电机;速度环中图分类号:TH-93文献标识码:A文

2、章编号:16721950(2008)030022031前言时三相定子绕组联接方式为角型联接。电气开关量的控制全部由继电器与接触器联锁控制,元器件多,在普通机床上加数控系统,改造成数控机床,是线路复杂、故障率高。老企业一个重要的发展方向。某厂H150型落地镗床的机械本体结构是立柱轴向移动、工作台固定。2数控改造方案由于使用年代很长,电气部分严重老化,严重地影响2.1数控系统的选择了使用,需要进行更新改造。进行数控化改造同购在H150落地镗床数控改造时,选择三菱伺服置新机床相比,一般可以

3、节省60%~80%的费用,系统MR-J2系列、FX2-64MR可编程控制器、位改造费用低,交货期短。购买新设备时,不了解新设置控制单元FX-20GM、MELSEC-GOT触摸式图备是否能满足其加工要求。改造则不然,可以精确形显示操作终端,并通过RS232及RS485总线实现地计算出机床的加工能力;另外,由于多年使用,操各单元间的通讯,以此实现立柱运行速度伺服控制。作者对机床的特性早已了解,在操作使用和维修方根据主轴电机的功率、转速范围等,在改造中选用了面培训时间短,见效快。改造后,就可以实现全负

4、荷三菱公司生产的PLUS马达智能控制器实现软启运转。但是受到原来机械结构的限制,不宜做突破[1]动,可提高立柱进给控制的精度,实现宽范围调速的性的改造。目的。该项目经过反复论证,认为电气改造是切实可2.2伺服控制单元行和最经济的。H150型落地镗床是由电机驱动变2.2.1主要功能速箱、丝杠丝母带动立柱前后移动,移动速度的控制立柱电机选用三菱公司的MRJ2系列伺服系是由多个电磁离合器联动进行变速,由于是多点控统,在该机床的改造中应用位置/速度控制模式,该制,经常发生故障。电气控制包括主轴的回

5、转控制与进给转速控模式接口CN1A的主要输入信号来自位置单元FX-20GM,包括24+、COM、伺服准备、伺服停止、置制。进给又分为立柱进给、滑块进给、主轴箱进给等位以及编码器脉冲信号等;CN1B主要信号有伺服部分组成。进给速度由电磁阀离合器控制变速箱分级变速、变速箱由交流电机来驱动。系统运行(SON)、复位(RES)、比例控制(PC)、转矩极限(TL)正反点动、急停(EMG)以及报警信号、零原镗床进给系统,其进给的调速范围1:800。速、模拟转矩极限设置等;CN2是编码器反馈接口、主电动机为三

6、相异步绕线式交流电动机,电机的功CN3是计算机接口以及显示输出。通过上述接口可率22kW,额定电流44.3A,转速970r/min,正常运行以控制机床两个进给轴精确的定位,如图2所示。收稿日期:2008-06-23作者简介:颜学定(1964-),男,讲师。第3期颜学定:H150落地镗床电气系统数控化改造探索23图1数控系统图比为8:1,加减速时间,伺服电机速度模拟输入(8V/最高速),脉冲序列逻辑选择等等。伺服单元自身的参数设置通过参数表来选择。首先设置参数NO.1选择工作方式,然后

7、断开伺服电机与机床联接进行参数设置,参数选择完成后联接电机和机床。2.3机械结构改造原机床的变速箱有许多电磁离合器,由其控制传动轴上的齿轮啮合。该机床属大型设备,加工时考虑到效率因素常采用大切削量快走刀,机械负载很大,所以电磁离合器线圈经常烧损,多个电磁离合器成了多个故障点。对电控系统改造的最大优点就是可以简化机械结构,所以机械结构只需伺服电机图2位置/速度控制模式(与一犹M联接)驱动丝杠丝母带动立柱前后移动,机械负载大时采2.2.2伺服参数选择用恒转矩调速,机械负载小时采用恒功率调速,

8、增大根据H150落地镗床的使用要求设置主要参数了调速范围,消除了故障点。机械结构改造如图3包括:最高转速设为1000r/min,采用增量编码器反所示。馈,运用双环控制(速度环和位置环),电子齿轮变图3机械结构2.4可编程控制器、速度环、位置环及RS232串行总线与工业PC方便的连接,输出点可以MELSEC-GOT显示操作终端直接驱动继电器。可完成各种顺序操作以及机床与2.4.1PLC的应用及特点简易CNC控制系统间的信息交换。可编程逻辑控制器(PLC)与传统的继电器、接可编程逻辑控制器是机

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