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  • 基于PLC的数控机床电气控制和重型数控机床工作组成

      为了更好地满足市场需求,进一步提高数控机床的可操控性和加工精度,推动生产工艺的转型升级、更新换代,相关研究人员应从多方面考虑,采用先进的设计方法,结合电气控制理论知识,做好数控机床电气控制系统的设计工作。

    {一}、基于PLC的数控机床电气控制系统研究
      随着计算机技术、微电子技术的快速发展,数控机床的自动化水平有了明显的提高。当前的数控机床电气控制系统还有一定的优化的空间。为了更好地满足市场需求,进一步提高数控机床的可操控性和加工精度,推动生产工艺的转型升级、更新换代,相关研究人员应从多方面考虑,采用先进的设计方法,结合电气控制理论知识,做好数控机床电气控制系统的设计工作。电气控制系统的控制能力对整个数控机床的加工生产有重要影响。在实际应用中,应结合不同行业的实际需求,优化设计数控机床的电气控制系统,合理设计该系统的各个模块,并基于PLC程序设计实现多种控制功能,从而不断提高数控机床的运行效率。
      1、PLC程序
      PLC程序往往被看作数控机床电气控制的关键性部分,其中数控机床的PLC程序可达到几十毫秒~几百毫秒的处理时间,此速度完成能够满足绝大多数信息处理的要求,但就某些对响应速度要求较高的信号而言,此处理速度亦存有某些局限性。鉴于此,该立式加工中心把PLC程序设计划分成低级程序与高级程序两大部分,其中从控制功能角度把低级程序划分成若干模块进行编制。
      2、数控机床概述
      在实际应用中,数控机床可按照内部控制程序自动化运行,常用于控制冷却设备、开关和刀具等,并可将数字指令转换为机械运行语言,从而实现内部程序设计对数控机床动作的控制。数控机床之所以被应用于多个领域,是因为它具有多方面的应用优势:①在规定加工时间内的加工效率较高,可有效缩短生产周期;②数控机床具有良好的适应性,可加工一些形状比较复杂的零件;③由于生产时间有限,数控机床利用内部的编程程序规范化了零件的生产流程,从而为生产管理提供了方便;④运用数控机床加工的零件的精度较高,结构形式比较标准,具有互换性;⑤数控机床的加工生产流程比较规范,零件质量较高;⑥数控机床的加工生产效率和自动化程度较高,加工速度非常快,且可加工多样化的零件。数控机床电气控制系统的设计数控机床电气控制系统的设计是一项非常专业的工作。为了充分发挥数控机床电气控制系统的应用优势,基于模块化的设计理念,合理地将数控机床电气控制系统划分为了3个模块,即硬件电路、PLC程序和参数设置。从数控机床的控制管理角度,可将这3个模块划分为多个小模块,从而提高数控机床电气控制系统的设计水平。
      龙门加工中心是加工大型、复杂零件的关键设备之一。按其结构可分为:定梁式、动梁式、动柱式及桥式等,其中最常见的是定梁式。定梁式龙门加工中心主要由底座、工作台、立柱、横梁、滑架、滑枕、滑枕平衡、X轴驱动、Y轴驱动、Z轴驱动、主轴传动、主轴组、主轴恒温冷却、排屑系统、冷却冲屑系统及刀库及机械手等部件组成。而机床横梁则是其中的关键部件之一,它的精度直接影响到机床的精度,因此,设计好横梁部件尤为重要。
      {二}、重型数控机床工作组成
      重型龙门铣锁床根据横梁和龙门架是否移动分类为:定梁龙门固定式、动梁龙门固定式、定梁龙门移动式(又称定梁桥式)、动梁龙门移动式(又称动梁桥式)。此系列重型数控龙门铣锁床主要用于重型以及超重型机械基础零件的加工,特别适用于各种大尺寸、特殊材料的平面、曲面、空间曲面和孔的数控加工。
      数控机床主要采用数字化信息来实现驱动和自动控制。先将零件的加工信息按照要求编写加工程序,然后将零件的加工程序输入到数控装置,数控装置经过处理、运算后将执行指令发送给伺服驱动装置,进而驱动伺服电机运动,带动各轴运动,检测装置将机床的信息反馈给数控装置,保障了机床有条不紊的工作,加工出所需零件。
      数控机床一般由电气控制与驱动系统、辅助系统、机床本体和数控装置组成。
      随着科学技术的发展,电气控制与驱动系统在现代重型数控机床方面显示出越来越重要的地位。XKA28系列龙门铣锁床电气控制与驱动系统采用国内外先进技术:采用德国西门子840D数控系统;主轴驱动采用西门子6RA70调速装置和1PH主轴电机;进给驱动采用西门子公司生产的611D全数字交流调速系统和1FT交流伺服电机;各进给轴位置检测均采用德国海汉德公司是生产的光栅尺,实现全闭环控制;主轴定位检测装置采用德国西门子公司的齿形光电编码盘;其他主要电气控制元器件采用国内外知名厂家产品,从而保证了电气控制与驱动系统的可靠运行。

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