电解加工机床PLC控制系统的设计与实现_丁苏赤
课题基于PLC金属切削机械控制系统的设计与研究
课题:基于PLC 金属切削机械控制系统的设计与研究一、机械概述本机床用来对零件进行钻孔，扩孔和攻丝等工序的加工，采用回转工作台传送零件，按照工艺流程分三个工位进行加工，并安排一个装卸工位来装卸工件。
钻 孔26S21S22S23扩孔21S04S033回 转 工 作 台攻 丝S32S31S33S3418S05S0116S02S11S12S132230方KP1回向转11图8. 四工位组合机床工作示意图a) 钻孔工序循环原理图 b) 扩孔工序循环原理图c) 攻丝工序循环原理图 d) 回转台工作原理图图10. 四工位组合机床工作循环原理图表5. 四工位组合机床执行电器状态表表1-1 1号工位（钻孔）执行元件快进工进快退YV11 + +YV12 +YV13 + +表1-2 2号工位（扩孔）执行元件快进工进快退YV21 + +YV22 +YV23 + +表1-3 3号工位（攻丝）执行元件快进正转攻丝反转退出快退YV31 +YV32 +KM5 +KM6 +执行元件微抬回转低回反靠夹紧脱离活返YV01 + + + +YV02 + + +YV03 + +YV04 + +YV05 + +YV06 + +当用人工的方法将一个工件安装在夹具上，且三个加工工位的动力头已加工完成，并退回原位后，回转工作台自动微抬。
抬起到位后，回转工作台即自动转位。
转位到位后，自动定位夹紧。
夹紧后，即向各工位动力头发出向前主令，各工位动力头按自己程序的进行加工。
与此同时，回转机构自动复位，为下次转位作准备。
各工位加工完成，向系统发汇报完成信号。
同时各工位动力头自动退回原位。
回到原位后，即向系统汇报原位信号。
当所有工位动力头都回到原位，装卸工位又装好新的工件时，则系统又开始进行下一个循环的加工。
本组合机床的进给系统为液压传动系统，油泵电机为3KW，其工作示意图如图8所示，液压系统图如图9所示。
组合机床各动力头和回转工作台的工作循环图如图10所示，各动力头和回转工作台执行电器的状态表如表5所示。
基于PLC的铣床电气控制系统设计
摘要PLC是一种通用的自动控制装置其主要是以计算机技术为技术核心，它具有很强的抗干扰能力，高可靠性，直观而简单的编程，适应性强，完善的功能，接口功能强等一系列优点。
因此在各行各业中得到了广泛的应用。
铣床的传动装置主要是以各种电动机为动力其重要的是实现生产过程自动化的技术装置。
在电气系统中是主干部分，也在国民经济中占到主导的低位得到广泛的应用。
在我国早起的大多数铣床都是采用传统的继电器控制，而其接触器触点受机械运动的影响，触点的寿命会受到很大的影响，故障率也很高，可靠性远不及PLC控制。
为此，提出了用PLC来对我们铣床进行电气控制，铣床我们主要是对我们工业应用中广泛的X62W万能的铣床进行控制，系统的介绍利用PLC对这种铣床进行控制的方法和方案。
其中主要进行功能的分析，原理图的设计，梯形图的设计与编写进行调试，提高铣床的性能，提升经济效益及产品质量。
关键词：X62W铣床；电气控制；PLC；梯形图目录第一章绪论 01.1课题研究的目的和意义 01.2自动铣床的发展及现状 01.3 铣床简单介绍 (1)1.3.1 铣床的选型 (1)1.3.2 X62W万能铣床的特点 (2)第二章可编程序控制器(PLC)简介 (2)2.1 PLC工作原理 (2)2.2 PLC的编程语言--梯形图 (2)2.3 可编程序控制器PLC的优点 (3)2.4 PLC选型标准 (3)第三章 X62W万能铣床的硬件设计 (4)3.1 X62W万能铣床电力拖动的特点及控制要求 (4)3.2 X62W万能铣床元件选型 (4)3.3 X62W万能铣床的主要结构及运动形式 (5)第四章 X62W万能铣床传统继电器的电气控制原理 (6)4.1 电气原理图 (6)4.2 主电路分析 (8)4.3 控制电路分析 (9)4.3.1 主轴电机M1的控制 (9)4.3.2 进给电动机M2的控制 (10)4.3.3 冷却泵电动机及照明电路的控制 (13)第五章 X62W万能铣床基于PLC的具体设计 (13)5.1 设计中PLC的选型 (13)5.2 X62W万能铣床基于PLC控制电路的改造 (14)5.3 现场信号与PLC软继电器对照表（I/O地址分配表） (16)5.4 PLC梯形图 (17)5.5 PLC语句表 (20)第五章结论与展望 (22)5.1 结论 (22)5.2 展望 (23)致谢 (23)第一章绪论1.1课题研究的目的和意义铣床是以各类电动机为动力的传动装置与系统的对象以实现生产过程自动化的技术装置。
基于plc全自动铣床电气控制系统设计研究方法和技术途径
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电解加工辅助控制系统的设计与实现
２ ０ １ ３年 １ ２月
组 合 机 床 与 自 动 化 加 工 技 术
Ｍｏ ｄｕ ｌ ａ ｒ Ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ Ｔｏ ｏ ｌ＆ Ａ ｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ Ｍａ ｎｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｏｎ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｃ ｈｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ， ｉ ｔ ｈａ ｓ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｅ ｄ ａ ｎ ａ ｕ ｘｉ ｌ ｉ ａ ｒ ｙ ｃ ｏ ｎ ｒｏ ｔ ｌ ｓ ｙｓ ｔ ｅ ｍ ｏ ｆ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｃ ｈｅ ｍ—
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电气控制课程设计箱体加工专用机床的PLC控制系统设计
级课程设计说明书箱体加工专用机床的PLC控制系统设计院、部：电气与信息工程学院学生姓名：指导教师：职称专业：班级：完成时间：2014年6月15日摘要日本三菱公司的FX2N系列PLC是一种性价比高的小型PLC，FX2N系列是FX 家族中最先进的系列，最大范围地包容了标准特点、执行速度更快、通讯功能更齐全，为工厂自动化应用提供最大的灵活性和控制能力。
该机床是用三菱FX2N可编程控制器控制，专门加工箱体两侧的。
其加工方法是先按下启动按钮，夹紧装置将被加工工件夹紧，夹紧后发出信号，再有左、右动力头同时快进，并同时启动主轴，到达工件附件，动力头快进转为工进加工，加工完毕后，左、右动力头暂停2s后分别快速退回原位，夹紧装置松开被加工工件，同时主轴停止。
最终，完成箱体工件的加工。
该机床的工作流程为顺序控制，用步进指令实现控制，这样就使的机床在控制上更加的简化，也便于操作。
关键词：可编程控制器；箱体加工专用机床；三菱FX2NABSTRACTJapan's mitsubishi FX2N series PLC is a kind of high cost performance, small PLC FX2N series is the most advanced in the family of FX series, the maximum range tolerance standard features, execute faster, more complete communication function, for factory automation applications to provide maximum flexibility and control ability.This machine is with mitsubishi FX2N programmable controller control, special processing on either side of the box body. Its processing method is to press the start button, the clamping device will be processed workpiece clamping, signal after clamping, have left and right power head fast forward at the same time, and start the spindle at the same time, reach the artifacts accessories, power head fast-forward to work into the processing, the processing is completed, left and right head suspended after 2 s quickly returned to the in situ, respectively, to the release of processed workpiece clamping device, spindle stop at the same time. In the end, the finish machining of enclosure.Working process of the machine tool for sequence control, step by step instruction is used to implement control, thus make the machine more simplified in terms of control, also facilitate the operation.Key words:programmable controller; Special case processing machine tools; Mitsubishi FX2N目录1 概述 (1)2 设计任务和要求 (2)3 设计方案 (5)3.1 可编程控制器的选择 (5)3.2 主电路设计 (6)3.3 I/O分配地址 (7)3.4 控制系统电路图的设计 (8)4 可编程控制器的控制系统设计 (9)4.1 箱体加工机床的控制流程 (9)4.2 状态转移图 (10)4.3 接线图 (11)4.4 梯形图及指令表 (12)5 设计小结 (14)参考文献 (15)致谢 (16)1 概述1969年，美国数据设备公司(DEC)研制出世界上第一台可编程控制器，并成功地应用在GM公司的生产线上。
PLC课程设计---组合机床加工过程PLC自动控制设计
本课题主要研究的是用PLC自动控制液压滑台式自动攻丝组合机床的加工过程。
液压滑台式自动攻丝组合机床经系统通电后能自动完成工件的攻丝加工。
该机床由床身、液压滑台、夹具、攻螺纹动力头和液压系统组成。
液压滑台的移动包括前进、后退和慢速前进，其中滑台前进、后退分别由液压换向阀1YY、3YY 控制，滑台慢速向前由1YY与2YY控制。
而液压系统的液压阀可以通过控制凸轮来控制，电气系统不参与，只需启动控制凸轮电机即可。
该系统通过PLC的控制，滑台的移动将严格按照规定的时序同步进行，使两种运动密切配合，生产效率大大提高。
关键字：组合机床 PLC控制程序设计调试第一章设计任务 (1)第二章总体方案选择和控制方式选择 (2)第三章电路图的设计 (3)第四章控制程序的设计 (6)小结 (10)参考文献 (11)第一章设计任务1.1 控制要求：如图1—1，,是一台液压滑台式自动攻丝组合机床及其工作循环图。
该机床的攻螺纹动力头安装在液压驱动的滑台上。
滑台在原位启动后，快速向前到设定的位置时转为慢速前进，滑台前进到达攻丝进给位置时停止前进，转为攻螺纹主轴转动。
主轴正转，丝锥离开原位向前攻入，攻螺纹到达规定深度时，主轴快速制动，接着反转，丝锥退出，丝锥退到原位即快速制动，同时滑台快速退回，到达原位停下。
电气执行元件为：滑台前进后退分别由液压换向阀1YY、3YY控制，滑台慢速向前由1YY与2YY控制，攻螺纹机主轴电动机由1KM、2KM控制正反转。
行程开关安排：滑台原位：1SQ 滑台终点：3SQ 丝锥原位：4SQ 丝锥终点：5SQ图1—1 液压滑台式自动攻丝组合机床1.2 设计要求：1.2.1 PLC型号：西门子公司S7系列，S7-3001.2.2编程环境：SIMATIC Manager /Step7 V5.4或更高版本1.2.3根据控制要求分配PLC I/O地址，画出PLC与控制对象的接线图，设计控制流程，按照模块化的方式设计程序，既可以采用LAD编程，也可以采用STL编程，还可以采用组合方式编程。
PLC在电解多功能天车中的控制方案
冶
第２ ８卷
不 同位 置 的 分 布式 控 制 系 统应 用 。通 过 ｅ ｅ 远 程 控 制 ＩＯ和 现 场 设 Ｐ Ｃ ｎｒ Ｎ ｔ ｏ ｅｉ Ｎ ｔ ｃ ／
备 。配置 见 图 ２ 。
省 培训 费用 和施工 费用 。我们 给部 分用 户设 计 的天 车 就采 用 了此 系列 产 品。如 图 ３所示 。
Ａ Ｂ公 司 的 Ｓ Ｃ ０ Ｌ ５０系列 可 编 程 控 制 器 作 为 一 种 小 型框架 式可 编程 逻辑控 制器 ， 它包 括离 散量 、 模 拟量、 特殊 ＩＯ模 块 和相 关 外 围设 备 。Ｓ Ｃ５０控 ／ Ｌ ０ 制 器具 有强 大 的处 理 能 力 ， 通讯 网络 、 能 模 块 、 其 功 存 储容 量都 可 以灵 活 的进行 选 择和配 置 。所 有处 理 器、 电源 、 Ｏ、 储器 、 Ｉ 存 ／ 通讯 端 口都 采 用模 块 化 设 计
图 １ ＳＣ０ 为 Ｌ ５ ０系列 Ｐ Ｃ在 电解 天车 上 的一 种 Ｌ 典 型应 用 。
２ １ １ 系统 构成 ． ．
Ｓ Ｎ和远 程 ／０适 配器 模块 １４ ／ ７７一Ａ Ｂ之 间通 讯 Ｓ
采 用 的 Ｒ ２２的通讯 接 口协议 。 Ｓ３
２ ２ 具有 过渡性 意 义的 Ｃ ｍ ａｔｏ ｉ１６ ． ｏ ｐ ｃ ｇ ７ ９系列 Ｌ ｘ
级控制系统 ， 旨在为 中端 的应用 系统提供集成化 的 Ｌｇ 解决方案。使用 Ｃｍ ａｔ ｇ ｏｉ ｘ ｏ ｐｃ ｏｉ Ｌ ｘ系统 可以实现
作者简介 ： 周贤杰 （９ ２ ） 女 ， １８ 一 ， 助理工程师， 主要从事 电解天 车、 球磨机等的 电控系统设计和调试工作 。
３ ６
有
色
矿
子 保护 装置 等 。ＳＣ ０ Ｌ ５０提供 的远 程 ＩＯ技术 ， 讯 ／ 通 速 率 高达 ２０ ４ｋ 允 许 电缆 最 大长 度 为 ３０ ８ｍ ３ ． Ｂ， ４ （ 通过 中间继 电器 转 接 ） 。远 程 ＩＯ 扫描 模 块 １４ ／ ７７
多工步组合机床的PLC控制系统设计
多工步组合机床的PLC控制系统设计摘要随着社会与科学技术的不断进步和发展，组合机床及其自动化生产线在工业生产当中扮演着越来越重要的角色，其先进性和技术水平在很大程度上决定着相关部门的生产效率。
随着机床电气控制技术的不断发展和可编程控制器的广泛应用，可编程序控制技术以其灵活性好，可靠性高，通用性强，逐渐取代了传统继电器控制方式，PLC对组合机床的应用，无疑是当今工业控制的主要发展方向。
本文将可编程控制器应用于多工步组合机床的电气控制系统设计，并对设计思想作了详细介绍。
通过对多工步组合机床的控制系统的分析，设计好系统的主电路和控制电路， PLC的外部接线图，以及编写好控制程序顺序功能图和梯形图等。
关键词：多工步组合机床，PLC，步进顺序控制Design of much work step machine tool control system of PLCABSTRACTAs the development of society and science technology, modular machine tool with its automatic line has play a more and more important role in Industry production, which has largely determined the productivity of the related department due to its advancement and technical. Along with the electrical control of machinery tools and the wide application of PLC, it has gradually substituted for the traditional relay-control because of its very flexibility, good reliability and great commonality, which is no doubt to be the major direction of the contemporary industry area.this paper mainly introduces the applying of PLC to the many stages drilling modular tool control system and explains the designing idea. By analyzing the control system, finally designed the main circuit and the controlling circuit, drawn out the external wiring diagram of PLC, and completed the sequence functional diagram, ladder diagram of control program etc.KEY WORDS: Many stages drilling modular tool，PLC，Stepping sequence control目录前言 (1)第1章组合机床的发展 (2)1.1背景 (2)1.1.1组合机床国内外现状 (3)1.1.2 PLC应用技术的国内外现状 (4)1.2 可编程控制器及其应用 (5)1.2.1可编程控制器的定义 (5)1.2.2可编程控制器的结构 (6)1.2.3可编程控制器的工作方式 (7)1.2.4西门子S7-200系列PLC及其指令系统 (9)1.3 PLC控制系统设计存在的问题 (9)第2章系统设计的总体方案 (11)2.1设计任务和要求 (11)2.2设计方案 (11)2.2.1系统功能 (11)2.2.2实现途径 (11)2.2.3实现方法 (12)2.2.4技术经济比较 (12)2.3系统方案的选定 (12)2.4 I/O分配和外部接线图 (14)2.5系统的主电路 (15)2.6系统的工作流程图 (15)2.7系统的工作梯形图 (16)2.8程序指令表 (19)第3章可编程控制器的可靠性分析 (21)3.1干扰源分类及其来源 (21)3.2电源设计和抗干扰措施 (23)3.3可编程控制器的I/O接地、接线与注意事项 (24)3.3.1可编程控制器的接地 (24)3.3.2输入端子的接线与注意事项 (25)3.3.3输出端子的接线与注意事项 (25)第4章系统安装及调试 (27)4.1安装与布线的注意事项 (27)4.2 系统调试与维护 (28)4.2.1系统的调试运行 (28)4.2.2 PLC系统的维护 (29)第5章系统的组态设计 (30)5.1 组态设计 (30)5.2 组态王的基本操作 (30)5.2.1制作一个工程的一般过程 (30)5.2.2创建工程路径 (30)5.2.3创建组态画面 (31)5.2.4 I/O设备管理与动画连接设备管理 (33)结论 (34)谢辞 (35)参考文献 (36)外文资料翻译 (38)前言在机床行业中，多工步机床由于其工步及动作多，控制较复杂，采用传统的继电器控制时，需要的继电器多，接线复杂，因此，故障多，维修困难，费工费时，不仅加大了维修成本，而且影响了设备的工效。
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电解加工机床PLC控制系统的设计与实现丁苏赤 陈远龙 万胜美(合肥工业大学,安徽合肥230009) 摘要:详细介绍了采用OM RON CQM1H可编程控制器(简称PLC)的DJK3150型电解加工机床控制系统总体方案的设计步骤、控制器选型、控制系统的硬件结构和软件结构。
关键词:电解加工机床;控制系统;PLCDesign and Implementation of PLC Control System for EC M Machine ToolDing Suchi,Chen Yuanlong,Wan Shengmei(Hefei University of Technology,Hefei230009,China)A bstract:Introducing the project design,controller select,the hardware and software of control sy stem fo r ECM machine tool(DJK3150)w ith PLC(OM RON CQM1H).Key words:ECM machine tool;control sy stem;PLC 电解加工机床控制系统包括参数控制、循环控制、保护和联锁3个部分。
根据控制系统的结构及发展过程,可将其分为继电器控制系统、简易数控系统、微机控制系统和可编程控制器系统4种类型。
其中,采用可编程控制器的系统性能最佳,已成为当前控制技术发展的主流。
1 控制系统的总体设计为满足各种类型电解加工工艺的要求,电解加工机床的控制系统应具有以下性能[1]:(1)进给速度调节范围宽。
为提高机床生产率,通常要求阴极具有快进/快退功能,速度应达到300mm/min以上;而为满足电解加工工艺的要求,阴极最低的进给速度应在0.07mm/min。
(2)阴极重复定位精度高。
为了保证被加工零件尺寸精度,通常对电解加工机床阴极的重复定位精度有较高要求。
(3)工作可靠性高。
电解加工的工作环境较为恶劣,有些工件由于其加工性能较差,加工时间较长,就要求机床及控制系统能长时间地可靠工作。
(4)抗干扰能力强。
机床运动部件的控制和数收稿日期:2005-04-01第一作者简介:丁苏赤,男,1954年生,讲师。
字显示系统应确保所有功能相互不干扰,并能抵抗工艺电源大电流通断和极间火花的干扰。
(5)自动对刀功能可靠。
自动对刀功能的优劣直接影响电解加工精度和机床操作的安全性。
为提高自动对刀的精度和保护阴极,阴极应在触及工件表面的瞬间立即停止运动,并记录此刻的位置数据。
(6)参数修改方便,阴极进给参数实时显示功能可靠。
电解加工使用的加工参数,如进给速度、加工电压等,需要随加工零件的材料、电解液的成分及电解液的温度等因素的变化而进行调整。
控制系统为满足这一要求,应使这一调整既方便,又精细、准确。
由于在加工时操作者难以对加工部位进行直接观测,因此要求控制系统能可靠地实时显示阴极的进给参数。
(7)工作方式切换和操作方便。
电解加工机床的工作方式较多,有确定机床原点的机床调整方式,有确定加工零点的自动对刀方式,还有手动加工、自动加工、变速加工和定时加工等。
控制系统应具有多操作界面的控制模式,能方便可靠地进行这些工作方式之间的切换。
(8)故障诊断和处理功能可靠。
在电解加工过程中可能会出现“打火”或“短路”现象,为保证加工过程的正常进行,控制系统应能对加工过程进行监控,对出现的故障能进行自动诊断和处理。
—53—为了提高系统的自动化程度或针对零件的加工特点,用户对机床的性能还会提出一些特殊要求,如加工电压可以随电解液温度的变化自动调整;实现由用户设定加电间隙的自动接刀;系统能控制辅助轴以完成自动分度等功能。
针对上述性能要求,对电解加工机床控制系统做总体设计方案:(1)控制系统的硬件方案。
使用在工业生产领域已被广泛应用的可编程控制器作为系统的控制核心;通过选用合适的输入/输出单元,实现对开关量或模拟量的读取、采集和控制;选用合适的位置控制单元,完成对阴极和分度辅助轴的运动控制。
采用工业触摸屏实现对阴极运动参数的显示和对电解加工控制参数的修改与设定。
(2)控制系统的软件方案。
为便于控制系统的调试、维护和功能扩展,控制软件采用模块化结构;使用输入中断模式,保证自动对刀功能可靠、准确地实现;采用间隔定时器中断模式,实现对阴极运动数据的实时检测与显示;采用高速计数器模式,保证对阴极运动的精确控制。
(3)以控制系统硬件与软件的设计方案为指导,进行控制系统主控流程的功能图设计以及可编程控制器选型和系统硬件设计;完成软件编写。
2 可编程控制器选型根据控制系统处理的输入信号与控制输出对象的个数和种类,我们确定在DJK3150电解加工机床控制系统中使用欧姆龙公司的CQM1H系列可编程控制器。
该可编程控制器以CQM1H-CPU51/ CPU61单元组成,具有以下主要特点[2]:(1)系统配套灵活,运行速度快。
CQM1H不需要底板而是通过各单元侧面的连接器连接各单元,CPU单元带有16个内装DC输入点,可以完成高速计数器和输入中断功能。
CQM1H 运行的速度快,例如LOAD指令的执行时间为0.375μs。
(2)使用内插板提升系统功能。
在CQM1H-CPU51/CPU61单元上可安装2块内插板,提高系统性能和扩大应用范围,CQMI H 可提供多种内插板,如串行通信板,在该板上带有1个RS-232C端口和一个RS-422A/485端口,用以实现串行通信;绝对值编码器接口板,各用于连接2个绝对值编码器;高速计数器板,可对A点脉冲输入进行高速计数;模拟量设定板,可对CPU单元AR区内4个存贮单元内的数据进行修改;模拟量I/O板,具有较高的转换精度和较快的转换速度,可以实现4点模拟量输入和2点模拟量输出;脉冲I/ O板,该板上有2个15针插座,每个插座都可连接一组脉冲输入和一组脉冲输出,当按要求将一个旋转编码器的输出信号连接到插座的脉冲输入端,将脉冲输出端连接到步进电机或伺服电机驱动电源的控制信号输入端,就可组成一个位置控制系统。
在脉冲I/O板上,可以选择简单定位或高速计数方式实现位置控制。
为保证阴极的定位精度,对阴极位置控制采用了高速计数方式。
(3)具有较完整的指令集和支持较完善的程序结构。
CQM1H系列PC上具有较完整的数学指令。
例如:使用它的指令就可以实现浮点运算;可以直接使用指数函数、对数函数和三角函数;支持输入中断、定时器中断、高速计数器中断和串行通信中断等功能,这些中断使得控制作用更迅速;支持子程序结构,使设计的控制程序更加简洁和便于维护。
(4)提供的编程软件功能完善。
CQM1H系列PC可使用OM RON公司的CX-Program mer编程软件进行编程。
该软件的功能比较完善并便于掌握。
使用该软件即可进行控制软件的编辑、编译和对控制过程的实时监控。
3 控制系统的硬件设计控制系统的硬件结构如图1所示,可将其分为以下几个部分: (1)控制器:由CQM1H-CPU61及开关量输入单元、开关量输出单元、模拟量输入单元、模拟量输出单元和脉冲I/O内插板组成。
(2)参数设定与显示:使触摸屏与CQM1H-CPU61的COM2口连接,实现对设备状态的显示、对系统加工参数的修改和对加工过程的控制。
(3)阴极运动控制:用脉冲I/O板的控制口1脉冲输入端读取旋转编码器的脉冲信号,将脉冲输出端输出的控制脉冲发送至阴极进给电机驱动器,实现对阴极位置的半闭环控制。
(4)辅助轴运动控制:用脉冲I/O板的控制口2将脉冲输出端输出的控制脉冲发送至分度步进电机驱动器,实现加工中的分度控制。
(5)带有温度自动补偿的电源控制:选用CQM1-—54—图1 控制系统的硬件结构AD041模拟量输入单元读取温度传感器检测的电解液温度信号,对于特定的加工零件和电解液设计专用的温度变化电压补偿表,在加工时对设定的控制电压和补偿电压进行自动计算;计算结果由CQM1-DA021模拟量输出单元输出,控制KXMS-5000脉冲直流两用电源。
同时保留原有的手动调压功能,两种状态可由操作者自由选择。
(6)其他:由开关量输入单元与指令元件和检测元件连接,实现操作者对机床运动控制和对机床状态的检测,用开关量输出单元与开关量控制的执行件(电磁阀、接触器、继电器)连接,实现要求的控制动作。
4 控制系统的软件设计控制系统的主控流程如图2所示,为提高程序的运行速度和便于系统的维护和功能扩展,软件按模块化设计。
软件所实现的控制功能可根据用户的要求进行裁剪。
根据电解加工机床的工作特点,将机床的控制过程分为两部分: (1)加工准备。
在该过程中,机床的辅助设备不需工作,这一过程涉及的功能模块有:系统初始化和参数设置。
用以实现定时器中断设置和加工参数的修改和确认等操作。
调整模块。
用以确定机床原点。
当系统启动后,主轴不在机床原点或要对机床原点进行调整时,系统将自动执行该模块。
对刀模块。
主要完成确定加工零点并根据由触模屏输入的加工初始间隙,计算出加工原点位置和阴极快进减速点,快进结束点的位置。
(2)加工操作。
在该过程中,机床应根据选择的工作方式进行加工。
这一过程涉及的功能模块有:准备模块。
加工前调用该模块,通过触摸键实现对电解液泵、风机等工作部件的启动。
手动加工模块。
该模块可使操作者方便地对主轴的运动进行控制,并在加工过程中对主轴的运动参数进行修改。
自动加工模块。
该模块的主要功能是在自动加工时对阴极的运动进行精确控制;在该模块中包括有根据触摸屏上的加工深度、加工速度和加工电压等设定值确定加工参数的计算程序和阴极位置控制程序等。
变速加工模块。
该模块包括有根据触摸屏上加工深度、加工步长和加工电压等设定值确定加工参数的计算程序和阴极位置控制程序,可以实现使阴极在设定步长下的变速加工。
定时加工模块。
可以实现阴极在某一预定位停留指定时间,然后自动返回机床原点,停留的时间是—55—图2 电解加工机床的主控流程用触摸屏设定的。
自动保护模块。
为防止在加工时阴极被损坏,在控制软件中使用了CQM1H的输入中断功能,以实现阴极的过流自动保护。
自动保护的工作原理是在控制台面板上设定产生保护动作的最大电流值,当加工电流超过该值时,电流表的输出接点闭合,利用这一信号触发一次输入中断,在输入中断服务子程序中完成停止阴极运动和记录中断时的阴极位置等操作。
温度测量和控制电压自动补偿模块。
为了在触摸屏上显示阴极的位置和速度,在控制软件中使用CQM1H的定时器中断功能,在中断服务子程序中根据定时器的设定值和脉冲计数器的计数值计算出阴极当前的位置和速度值,触摸屏可将这些数值显示在屏幕上。
上述功能模块中,变速及定时加工模块属根据用户要求设计的特殊功能模块。