1　引言

    通常機(jī)床主軸電動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)很澄，采用的是能耗制動(dòng)方式填级，使電動(dòng)機(jī)AB相輸入直流電源杜域。

    采用能耗制動(dòng)方式使主軸電動(dòng)機(jī)停止哮昧，主軸在低檔位低速旋轉(zhuǎn)時(shí)馆梦，大約需要0.5s，在高檔位高速旋轉(zhuǎn)時(shí)仓貌，大約需要2.5s桐继。目前，采用的主軸電動(dòng)機(jī)制動(dòng)方法如圖1所示泉互，先斷開KM1蚤弃，再閉合開關(guān)KM2，從而斷開三相交流電源严钞，接通直流電源偿尘，延時(shí)2.5s，認(rèn)定主軸電動(dòng)機(jī)停止旋轉(zhuǎn)点待，然后進(jìn)行換刀或其它動(dòng)作阔蛉。

    主軸以不同的速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，采用能耗制動(dòng)方式使主軸停止所需要的時(shí)間不同癞埠，采用同樣的能耗制動(dòng)時(shí)間状原，延長(zhǎng)無(wú)意義的加工輔助時(shí)間，降低了機(jī)床工作效率苗踪。另外颠区，一旦開關(guān)KM2不能可靠閉合，或者直流電源保險(xiǎn)斷開不能正常提供直流電徒探，則主軸電動(dòng)機(jī)只能在摩擦力的作用下減速瓦呼，制動(dòng)時(shí)間需要很長(zhǎng)，但延時(shí)2.5s后测暗，機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)仍然認(rèn)定主軸電動(dòng)機(jī)已經(jīng)停止旋轉(zhuǎn)央串，此時(shí)機(jī)床進(jìn)行換刀或其它動(dòng)作容易造成事故。

    因此碗啄，我們對(duì)機(jī)床主軸制動(dòng)控制方式進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)质和，判斷主軸旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，不采用延時(shí)2.5s隅贫，即認(rèn)定主軸電動(dòng)機(jī)停止旋轉(zhuǎn)的控制方式甸诽，而是實(shí)時(shí)監(jiān)控主軸旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)低于一定轉(zhuǎn)速時(shí)做销，立即發(fā)出主軸停止完了信號(hào)所惶。

2　主軸轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)方案

    在電動(dòng)機(jī)的同步傳動(dòng)軸上安裝一塊條形鐵片，和電動(dòng)機(jī)同步旋轉(zhuǎn)，由接近開關(guān)對(duì)其檢測(cè)桦溃，每轉(zhuǎn)檢測(cè)到兩個(gè)脈沖信號(hào)晕围，通過(guò)對(duì)脈沖信號(hào)的檢測(cè)而得知其轉(zhuǎn)速。檢測(cè)脈沖信號(hào)有兩種方案呐相。

    第一方案：在一定周期Tp內(nèi)讀取脈沖信號(hào)的個(gè)數(shù)N黑寻，PLC是一種順序控制器，它的程序是由前到后一步一步執(zhí)行汞小，每執(zhí)行完一遍為一個(gè)掃描周期晶恨，然后從頭開始循環(huán)執(zhí)行。假如程序有2000步蛛挚，每步執(zhí)行時(shí)間周期為30μs抗斤，則程序的掃描周期約60ms，掃描頻率約16Hz饮戳，能夠準(zhǔn)確檢測(cè)出的脈沖頻率應(yīng)低于8Hz豪治，當(dāng)轉(zhuǎn)速的脈沖頻率大于16Hz，即轉(zhuǎn)速n≥480r/min時(shí)扯罐，PLC受其掃描頻率的影響负拟，不能準(zhǔn)確檢測(cè)出脈沖的個(gè)數(shù)，情況不好時(shí)歹河，會(huì)出現(xiàn)高速時(shí)檢測(cè)的脈沖個(gè)數(shù)很少掩浙，誤判為電動(dòng)機(jī)基本停止而進(jìn)行下面動(dòng)作，造成事故秸歧。此種方案只適用于主軸低速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)厨姚。

    第二種方案：檢測(cè)脈沖信號(hào)持續(xù)為“0”或“1”的時(shí)間T，當(dāng)n＜60r/min時(shí)键菱，發(fā)出主軸停止完了信號(hào)谬墙。由于PLC程序執(zhí)行過(guò)程的延時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)收到主軸停止信號(hào)经备，并執(zhí)行下面動(dòng)作時(shí)育另，主軸已完全停止旋轉(zhuǎn)，n=60r/min所對(duì)應(yīng)脈沖信號(hào)持續(xù)為“0”或“1”的時(shí)間T為0.25s瞒脆，因此我們把檢測(cè)脈沖信號(hào)的計(jì)時(shí)器設(shè)定為0.25s衷谋。同樣高速時(shí)也會(huì)出現(xiàn)脈沖測(cè)不準(zhǔn)的情況，但不管情況多壞纺闷，在0.25s的時(shí)間內(nèi)“0”或“1”至少變化一次榜寸，因此可以準(zhǔn)確地判斷主軸是否停止旋轉(zhuǎn)。此方案可以適用于主軸高速或低速旋轉(zhuǎn)時(shí)主軸制動(dòng)狀態(tài)的檢測(cè)需复。在實(shí)際應(yīng)用中怠竞，我們采用了此方案费控。

3　PLC實(shí)現(xiàn)主軸能耗制動(dòng)的控制方法

    PLC設(shè)計(jì)程序中，X20.0為轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)的輸入哨遭，M05為主軸停止信號(hào)芦赔，Y50.0為主軸停止完了信號(hào)。

    兩個(gè)計(jì)時(shí)器TM1跃旁、TM2分別判斷X20.0脈沖信號(hào)持續(xù)為“0”或“1”的時(shí)間是否達(dá)到設(shè)定的時(shí)間，只要有一個(gè)時(shí)間到達(dá)萤皂，即R100.1或R100.2變“1”撒穷，導(dǎo)致R100.3變“1”，此時(shí)M05為“1”裆熙，導(dǎo)致Y50.0輸出“1”端礼，則發(fā)出主軸制動(dòng)完了信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了主軸停止的準(zhǔn)確判斷入录。

4　結(jié)束語(yǔ)

    我們采用改進(jìn)的控制方式用PLC控制機(jī)床主軸的制動(dòng)蛤奥，能夠可靠地判別機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，避免了機(jī)床的誤動(dòng)作僚稿，節(jié)約了主軸加工的輔助時(shí)間凡桥，使機(jī)床的保護(hù)性能更趨于完善。

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