一段许、系統(tǒng)概述

　　系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示毯旷，控制部分采用V80系列PLC，并配以人機(jī)界面進(jìn)行程序參數(shù)修改驹毁、設(shè)定选癣，以及運(yùn)行狀態(tài)顯示監(jiān)控练代，可編程設(shè)置人機(jī)界面的內(nèi)容。三軸均為全數(shù)字交流伺服系統(tǒng)杰刽，各軸伺服電機(jī)通過(guò)連軸器帶動(dòng)滾珠絲杠菠发，以移動(dòng)配有直線導(dǎo)軌的工作臺(tái)和主軸銑頭，其定位準(zhǔn)確贺嫂，速度快滓鸠。主軸銑頭由變頻器控制，根據(jù)刀具及工件和進(jìn)給量第喳，來(lái)設(shè)置主軸合理的轉(zhuǎn)速哥力，并在程序中設(shè)定它的啟動(dòng)停止。各軸均設(shè)二端極限傳感器和原點(diǎn)傳感器墩弯，冷卻和潤(rùn)滑也都有異常檢測(cè)吩跋，在報(bào)警燈和人機(jī)界面處顯示報(bào)警信息。為便于調(diào)試和檢修渔工，各項(xiàng)操作均設(shè)手動(dòng)功能锌钮，如手動(dòng)各軸快慢移動(dòng)、主軸高低速旋轉(zhuǎn)引矩、切削液及潤(rùn)滑開(kāi)關(guān)等梁丘。此機(jī)床整體雖為半閉環(huán)控制，只要選件旺韭、裝配到趴、程序編制及操作合理，精度和穩(wěn)定性還是能滿足使用要求的宙锡。

　　二阁雷、硬件配置

　　PLC選用矩形的M40DT-AC/S，該型機(jī)具有較高的性價(jià)比狐昆，體積小柒杯，功能強(qiáng)，24點(diǎn)輸入八领，其中有16點(diǎn)高速計(jì)數(shù)器疑拯，頻率可達(dá)120K，16點(diǎn)輸出鼠灼，其中有4軸步進(jìn)或伺服輸出整合在里面，輸出頻率可達(dá)120K眯词，使應(yīng)用起來(lái)非常方便棋躬，接線簡(jiǎn)捷。編程軟件WinProladder有梯形圖大師之稱，易學(xué)易用且功能強(qiáng)大缅糟，編輯挺智、監(jiān)視、除錯(cuò)等操作非常順手窗宦，按鍵赦颇、鼠標(biāo)并用及在線即時(shí)指令功能查詢與操作指引，使編輯赴涵、輸入效率倍增媒怯。

　　接點(diǎn)分配：取各軸伺服電機(jī)的Z相信號(hào)作原點(diǎn)開(kāi)關(guān)，要分接在幾個(gè)高速輸入點(diǎn)上髓窜，用中斷進(jìn)行機(jī)床原點(diǎn)復(fù)歸扇苞，其余限位開(kāi)關(guān)、操作開(kāi)關(guān)寄纵、液位檢知等常規(guī)接點(diǎn)可按順序依次接入鳖敷。X、Y程拭、Z三軸伺服電機(jī)連在前3軸伺服輸出點(diǎn)定踱，主軸高低速、冷卻督羊、報(bào)警等接在其余輸出點(diǎn)上耸颁。

　　X、Y塑赁、Z3軸伺服系統(tǒng)均選用相同的舞绝，和利時(shí)的ES系列全數(shù)字交流伺服驅(qū)動(dòng)器0040E-CBCEE-02，和60系列小慣量的伺服電機(jī)60CB040C-2DE6E糠味。該伺服系統(tǒng)功能比較完善吆踏，如能耗制動(dòng)、電子齒輪新浦、自動(dòng)加減速等烙赴，具備多種脈沖串輸入，保護(hù)功能也比較完備笋条，有欠壓、過(guò)壓企舌、過(guò)流执执、過(guò)載、堵轉(zhuǎn)晌姚、失速粤剧、位置超差、編碼器異常等。在此設(shè)備中按集電極開(kāi)路驅(qū)動(dòng)方式連接至PLC抵恋，最高脈沖輸入頻率為200K,伺服ON焕议、Z相信號(hào)等也做相應(yīng)連接。

　　變頻器選用富凌的DZB70B0015L2A弧关，規(guī)格為單相1500W盅安，400Hz，有多步速供編輯使用世囊。由于正常使用時(shí)不頻繁變速别瞭，故速度調(diào)節(jié)設(shè)定不引出，只在變頻器操作面板上調(diào)節(jié)株憾，設(shè)定兩個(gè)速度蝙寨，高速用于加工，低速用于對(duì)刀嗤瞎。調(diào)節(jié)相關(guān)參數(shù)與主軸匹配墙歪，如基頻、基壓糠歧、運(yùn)行頻率上限抄瀑、載頻等，并改動(dòng)相應(yīng)跳線涉炒。

　　主軸沒(méi)有采用傳統(tǒng)方式虑佳，而是根據(jù)加工需要，采用了雕刻機(jī)用的電主軸殃玻，安陽(yáng)萊必泰的ADX80-24Z/1型檬鞠，其體積小、噪音低肆鸿，直徑只有80mm,這樣使整個(gè)主軸箱便于整體密封煞仑，可有效地防止加工中的碎屑飛濺到Z軸的絲杠和導(dǎo)軌上造成損害，也使主軸箱外表顯得美觀瞳聊。它的最高轉(zhuǎn)速為24000轉(zhuǎn)/分然瞳，使正常工作轉(zhuǎn)速6000-14000轉(zhuǎn)有一個(gè)合適的余量范圍。

　　人機(jī)界面選用人機(jī)電子的通用可編程文本顯示器MD204L藏估，它可以以文字或指示燈等形式監(jiān)視拍埠、修改PLC內(nèi)部寄存器或繼電器的數(shù)值及狀態(tài)。

　　 三土居、軟件設(shè)計(jì)

　　機(jī)床工作的流程圖如圖2所示枣购，開(kāi)機(jī)后先檢測(cè)手動(dòng)開(kāi)關(guān)是否有效，若手動(dòng)開(kāi)關(guān)有效擦耀，即利用各手動(dòng)控制開(kāi)關(guān)執(zhí)行手動(dòng)操作的項(xiàng)目棉圈。若手動(dòng)開(kāi)關(guān)無(wú)效，則啟動(dòng)原點(diǎn)復(fù)歸程序，各軸進(jìn)行機(jī)床原點(diǎn)復(fù)歸分瘾，先回Z軸再回其它兩軸胎围，當(dāng)所有軸都原點(diǎn)復(fù)歸成功后才能進(jìn)行到下一步。若刀具和工裝夾具德召、工件程序均沒(méi)有變動(dòng)白魂，可復(fù)位到加工預(yù)備狀態(tài)而不進(jìn)行對(duì)刀，若需對(duì)刀氏捞，則打開(kāi)對(duì)刀開(kāi)關(guān)啟動(dòng)對(duì)刀程序碧聪，3軸分別對(duì)刀，即找工件原點(diǎn)翅剔，利用手動(dòng)各軸移動(dòng)開(kāi)關(guān)快慢移動(dòng)各軸伐页，使工件的三個(gè)面分別碰觸低速旋轉(zhuǎn)的刀具，剛好碰上為止迟凫。對(duì)好后养砾，按對(duì)刀OK確認(rèn)，再輸入刀補(bǔ)夏岩，經(jīng)過(guò)程序處理质教，即形成工件原點(diǎn)也就是編程0點(diǎn)，編程時(shí)根據(jù)此0點(diǎn)按照?qǐng)D紙計(jì)算刀具路徑矩粒，可使操作者思路清晰瓦陡，編輯運(yùn)算簡(jiǎn)單。操作者編輯的是用戶程序歧蛾，可以編輯刀具軌跡厘赤，就是各軸移動(dòng)坐標(biāo)，還有移動(dòng)速度喝爽、循環(huán)加工時(shí)的循環(huán)次數(shù)等妻铲。編好程序后或使用當(dāng)前程序時(shí)，即復(fù)位到預(yù)備狀態(tài)：各軸移動(dòng)到初始位—一個(gè)合適的位置年堆，裝卸工件方便吞杭、不易碰觸刀具時(shí)，裝上工件变丧，按啟動(dòng)即可開(kāi)始加工芽狗，主軸運(yùn)轉(zhuǎn)，冷卻液開(kāi)痒蓬，各軸按程序設(shè)定坐標(biāo)移動(dòng)译蒂。當(dāng)加工結(jié)束時(shí)，機(jī)床復(fù)位谊却，即各軸又移動(dòng)到初始位，主軸停，冷卻關(guān)炎辨，這時(shí)可卸下工件捕透，完成加工過(guò)程。 工件的加工流程圖如圖3所示碴萧，以Q7產(chǎn)品為例乙嘀，胎具上一次裝夾15只工件，那么就有30個(gè)φ3.7的平底盲孔需要加工勤消，刀具選用φ3.7的2刃鎢鋼立銑刀美丝，鉆削加工，鉆削深度1.65mm源糖。在預(yù)備狀態(tài)時(shí)緊靠工作臺(tái)上的定位固定好胎具替塑，按啟動(dòng)后，主軸旋轉(zhuǎn)师晨，待主軸即將達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)看卦，X、Y軸同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)到第一加工工位研神，也就是第一個(gè)孔的X惩凉、Y工件坐標(biāo)值，此時(shí)冷卻液打開(kāi)纫益、Z軸快速下降到加工區(qū)恒襟，即銑刀端面即將觸及工件加工面，迅速變用緩慢的工進(jìn)速度開(kāi)始鉆削加工揍忍。當(dāng)加工深度到達(dá)設(shè)定深度（1.65mm）時(shí)弯疾，Z軸帶動(dòng)銑刀迅速抬起，抬起的高度為銑刀端面水平方向上碰觸不到工件及胎具為準(zhǔn)够颠。計(jì)數(shù)器加1后程序進(jìn)行比較運(yùn)算熙侍，判斷加工是否完了，如否履磨，則X蛉抓、Y軸繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)到下一加工工位，再重復(fù)Z軸下降加工動(dòng)作剃诅。如加工完了巷送，產(chǎn)量計(jì)數(shù)器加數(shù)、主軸停轉(zhuǎn)矛辕、冷卻液關(guān)閉笑跛，同時(shí)發(fā)出5s聲光報(bào)訊，用以提醒操作者聊品，各軸移動(dòng)到初始位：Z軸到上端飞蹂；X軸到左端几苍；Y軸到外端。卸下胎具后陈哑，一個(gè)加工周期完成妻坝，裝上胎具再按啟動(dòng)即開(kāi)始進(jìn)行下一輪加工。

　　四轿南、一些著重的電氣措施

　　1. 主回路加裝漏電斷路器折扮，相應(yīng)回路都安裝合適的斷路器。

　　2. PLC和伺服系統(tǒng)的電源處都分別加有電源濾波器耀即。

　　3. 各直流繼電器線圈都并接反峰二極管竭豺，交流接觸器線圈并接阻容吸收回路。

　　4. 潤(rùn)滑藻着、主軸冷卻都設(shè)液位低報(bào)警器裤魔。

　　5. 伺服控制線、人機(jī)界面通訊線等使用屏蔽線奔豫，并遠(yuǎn)離電源線戚吕。

　　6. 在拖鏈內(nèi)走線，使用耐折的柔性電纜袄洁，并盡量增大拖鏈的彎曲半徑员漩。

　　7. 變頻器與PLC、伺服驅(qū)動(dòng)器等保持一定距離晤泌。

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