[发明专利]一种龙门铣床控制系统

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种龙门铣床控制系统，适用于机械领域。

背景技术

龙门铣床是加工大型零件的重型机械加工设备，常用来铣削零件的表面，也可以进行幢削、钻削等其它形式的加工。原X2010A型龙门铣床的运动为左右两个水平主轴箱及一个垂直主轴箱的刀具旋转，主轴拖动分别用交流异步电动机，采用机械式有级变速。进给运动包括工作台的前后移动，左右水平主轴箱沿立柱上下移动，垂直主轴箱沿横梁左右移动(共用一个电动机，采用选择开关和电磁离合器集中传动)，拖动电机为直流电动机，采用可控硅整流装置供电，无级调节电枢电压调速。

由于原X2010A龙门铣床整个控制系统中采用了大量继电器、接触器、行程开关等有触点元件，进给驱动采用可控硅-直流电动机系统(SCR-D)，触发电路采用分离元件，致使整个机床在运行中的可靠性差，维修频率高，不能充分发挥大型机床的作用。为此，有必要重新设计X2010A型龙门铣床控制系统。

发明内容

本发明提出了一种龙门铣床控制系统，进给运动由数字直流调速系统实现，通过参数调整，使其进给运动启、停平稳。操作面板设有电枢电压、电枢电流、励磁电流、电机速度指示，直观明了，便于操作。机床控制系统结构大大简化，减少了许多干扰源，提高了系统的抗干扰能力。

本发明所采用的技术方案是：

所述控制系统采用可编程序控制器(PLC)作为主控制器，用来协调各运动部件之间的动作，取代继电器-接触器控制线路，以数字直流调速装置取代可控硅整流系统。

所述控制系统的PLC控制程序设计主要依据原机床的工作方式、逻辑交叉关系、控制要求，并注意各运动之间的互锁关系。由于所有进给动作共用一台直流电机，靠液压电磁阀换向实现不同方向的进给，所以进给动作(包括横梁升降)必须在液压系统工作正常、压力继电器动作后方可进行。

所述控制系统采用英国欧陆公司590系列全数字直流电动机调速控制装置，该装置采用PI调节器，具有自适应电流环，以达到最佳的动态性能，且电流环具有自整定功能；可调的PI速度环，具有积分分离功能；采用测速发电机反馈，具有较宽的调速范围和完善的保护功能；所有参数可通过串行口、按钮及显示器设定完成。

本发明的有益效果是：该控制系统操作面板设有电枢电压、电枢电流、励磁电流、电机速度指示，直观明了，便于操作。机床控制系统结构大大简化，减少了许多干扰源，提高了系统的抗干扰能力。

附图说明

图1是本发明的控制方案图。

图2是本发明的程序控制框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，在保持原X2010A龙门铣床机械传动系统和操作方式不变的前提下，针对该机床的特点及控制系统存在的问题，控制系统采用可编程序控制器(PLC)作为主控制器，用来协调各运动部件之间的动作，取代继电器-接触器控制线路，以数字直流调速装置取代可控硅整流系统。

如图2，龙门铣床的主要运动包括3个主轴的旋转运动、工作台和3个主轴的进给运动、横梁的升降运动。由于液压泵的启、停，工作台和3个主轴箱进给的选择开关和执行电磁铁其控制关系简单，通过外部按键、开关直接控制，故没有占用PLC的输入输出点。每一个进给方向都设有超程保护开关，进给运动设有点动/连续工作方式，工作台和3个主轴箱具有正、反向进给和正、反向快速功能。根据原机床的控制特点，综合机床各部分动作情况，选择OM-RON公司的CPMlA-40DCR型PLC即可。

PLC控制程序设计主要依据原机床的工作方式、逻辑交叉关系、控制要求，并注意各运动之间的互锁关系。由于所有进给动作共用一台直流电机，靠液压电磁阀换向实现不同方向的进给，所以进给动作(包括横梁升降)必须在液压系统工作正常、压力继电器动作后方可进行。(1)进给与横梁的升、降必须互锁，即进给运动时，横梁必须夹紧。(2)主轴与进给的互锁，启动时，主轴先启，然后才可以进行进给动作；停止时，先停进给，后停主轴;急停时，进给立即停止，主轴延时停止。

控制系统采用英国欧陆公司590系列全数字直流电动机调速控制装置，该装置采用PI调节器，具有自适应电流环，以达到最佳的动态性能，且电流环具有自整定功能；可调的PI速度环，具有积分分离功能；采用测速发电机反馈，具有较宽的调速范围和完善的保护功能；所有参数可通过串行口、按钮及显示器设定完成。