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      摘要：減小重型刨床工作臺(tái)快速移動(dòng)換向時(shí)，對減速箱的沖擊，重型龍門刨床工作臺(tái)電氣控制運(yùn)動(dòng)多樣化，應(yīng)用性價(jià)比高，運(yùn)行可靠的控制方案已勢在必行。交流伺服兼速度反饋跟速度/位置等多種控制。從2 個(gè)方面優(yōu)化設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的無級調(diào)速。
 
 

      B系列重型龍門刨床適用于粗、精刨削加工各種大型機(jī)械零件的水平平面、垂直平面、T 型槽、齒條及各式各樣的導(dǎo)軌面。在龍門刨銑床上要實(shí)現(xiàn)這些加工最重要的部分就是工作臺(tái)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。交流伺服的無級調(diào)速電控系統(tǒng)，能很好的實(shí)現(xiàn)低轉(zhuǎn)速、大扭矩，不但穩(wěn)定可靠還兼?zhèn)淞硕ㄎ豢刂?。其性價(jià)比較高，是一種具有典型機(jī)電一體化結(jié)構(gòu)的無級調(diào)速系統(tǒng)，所以用它來實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的調(diào)速。

      1、 交流伺服驅(qū)動(dòng)的接口定義及說明

      交流伺服的使用非常靈活，工作臺(tái)自動(dòng)運(yùn)行前進(jìn)、后退時(shí)的速度可分別通過各自的模擬電壓控制，模擬電壓的大小用外部電位器來調(diào)節(jié)，這樣就能在不停機(jī)的情況下分別調(diào)節(jié)兩個(gè)方向的速度，而工作臺(tái)的步進(jìn)速度則由內(nèi)部參數(shù)來調(diào)整，給操作者帶來很大方便。工作臺(tái)減速的速度是通過與自動(dòng)運(yùn)行速度的比值來確定，減速的斜率可根據(jù)具體需要采用多種斜率或者時(shí)間分別控制，這樣能很好的在各個(gè)速度段減速換向，解決了多年來不能在整個(gè)工作速度段平穩(wěn)換向的問題。具體接口設(shè)計(jì)見圖1。

       2 、工作臺(tái)換向開關(guān)的設(shè)計(jì)

      對于重型龍門刨床的難點(diǎn)之一就是工作臺(tái)在各個(gè)速度段都能平穩(wěn)的換向，由于承載工件重量大，換向時(shí)間短，不同重量不同速度段的加工情況多。給換向帶來很大困難，而換向時(shí)減速速度根據(jù)運(yùn)行速度來確定可以很好的緩解巨大慣性對機(jī)械的沖擊，還可以使不同慣性帶來的行程損失問題得到解決，并且換向結(jié)構(gòu)采用交錯(cuò)方式，見第78 頁圖2。

        
  
                         圖1 數(shù)字開關(guān)磁阻接口圖
 

      3 、交流伺服在工作臺(tái)自動(dòng)運(yùn)行的具體應(yīng)用
 
 
      龍門刨床控制部分的核心采用西門子S7 -200PLC，控制按鈕和換向開關(guān)的信號先傳給PLC的輸入端，根據(jù)設(shè)備需要再從輸出口把控制切換速度的信號給傳輸出來。可編程控制器（PLC） 具有可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，動(dòng)作時(shí)間快等優(yōu)點(diǎn)。工作臺(tái)在高速運(yùn)行時(shí)能快速切換交流伺服的運(yùn)行狀態(tài)，給平穩(wěn)換向提供很好的條件 。操作者只需要通過按相應(yīng)的按鈕，經(jīng)過PLC 內(nèi)部程序把相應(yīng)的控制信號傳輸給交流伺服，交流伺服接受到相應(yīng)的信號，做出現(xiàn)對應(yīng)的動(dòng)作。整個(gè)過程簡單、方便。

         
  
                               圖2 工作臺(tái)換向示意圖

      文章以前進(jìn)換向到后退為例。如圖3，按下工作臺(tái)前進(jìn)按鈕SB1，PLC 的I0 輸入，通過程序處理，PLC 中Q0.5 輸出給交流伺服驅(qū)動(dòng)，使其運(yùn)行在模擬給定狀態(tài)，此時(shí)，交流伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速由電位器RP1 給定，同時(shí)帶動(dòng)工作臺(tái)作正向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)工作上的前返后行程制子感應(yīng)到SQ6 開關(guān)時(shí)，斷開PLC 的I1.0 的輸入（感應(yīng)開關(guān)為常閉型），通過PLC 程序處理輸出Q0.5 斷開，同時(shí)Q0.1 輸出接通給交流伺服驅(qū)動(dòng)，伺服驅(qū)動(dòng)切換到減速狀態(tài)（數(shù)字給定），速度的大小為之前模擬給定的一個(gè)比值，這樣就可以根據(jù)運(yùn)行速度的不同改變減速速度的大小。在伺服電機(jī)減速時(shí)，減速度用斜率控制，而斜率的大小根據(jù)速度的大小也在變化，以保證工作臺(tái)在各個(gè)速度段都能在有限的距離內(nèi)平穩(wěn)換向。當(dāng)行程制子感應(yīng)到SQ9 時(shí)，斷開PLC 的輸入信號I1.3，同時(shí)輸出信號的Q0.1 斷開Q0.6 接通，交流伺服再次切換到模擬量模式，工作臺(tái)開始換向，換向時(shí)減速度則采用時(shí)間控制，時(shí)間不但滿足進(jìn)刀的時(shí)間，還可以保證讓工作臺(tái)壓不到限位開關(guān)。此時(shí)交流伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速由電位器RP2 控制，控制工作臺(tái)作反向運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)就一直如此反復(fù)做來回運(yùn)動(dòng)，當(dāng)需要停止時(shí)按下停止按鈕SB5,斷開輸入口I0.4，PLC切斷所以工作臺(tái)的輸出信號，工作臺(tái)停止運(yùn)行。（換向接近開關(guān)感應(yīng)順序見圖2）

                                  圖3 PLC 接口定義圖
 

      4、 結(jié)束語
 
 
      該套方案已在工作臺(tái)9M 及9M 以上的重型龍門刨床上成功應(yīng)用，各個(gè)速度段運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，減速換向平穩(wěn)，用戶使用效果良好，給用戶留下很好的口碑。并有多個(gè)用戶要求簽購該方案的重型龍門刨床，得到較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。