浅谈基于磨床的典型结构工艺的分析与研究

zhutouR · 发表于 2012-4-1 15:00:49

　　摘要：文章以M224半自动内圆磨床为研究对象，采用“人机界面+PLC+交流伺服”的硬件实现方案，对磨床径向工作台(X轴)进行了数控化改造；采用PLC通讯控制变频器的方案实现了对砂轮主轴的控制；并且对工件主轴、冷却泵的原控制方案进行了改进。实际使用情况表明，改造后大大简化了机床的结构，提高了机床的定位精度，并使机床具有了良好的操作性能。
　　关键词：内圆磨床；人机界面；数控改造

　　内圆磨床主要用于机械零件的内孔加工，是机械工业中的重要工艺装备。老式内圆磨床进给大多采用液压和机械联合进给模式，以M224半自动内圆磨床为例，该型号磨床是几十年前引进苏联技术生产的，整机结构十分复杂。八十年代按照国家淘汰高能耗电机要求，工厂对磨床电控系统进行了改造，用变频器取代了中频发电机组，降低了机床能耗，但机械结构改动较少并一直沿用至今。由于该磨床是计划经济时代的产物，而且有几十年的生产历史，所以国内用户相当庞大。近几年，很多M224磨床返厂大修，在当今机床数控化的大环境下，很多客户对磨床提出了数控化改造要求。
　　1 方案确定
　　M224磨床是由液压、机械、电气联合控制的半自动内圆磨床，具有手动、电感、塞规、定程四种测量方式，机床的所有动作靠三个电磁阀切换液压油路实现，电控线路是典型的继电接触控制线路。机床的纵向工作台由往复油缸驱动，通过行程开关、拨叉等位置的调节和控制变向实现机床的纵向往复；机床的径向工作台靠进给油缸驱动，进给油缸上部装有进给变速箱，通过齿条齿轮传递及凸轮机构实现机床的变速进给。
　　受机床床身结构限制，纵向工作台无法采用伺服驱动方案，因此保持原液压驱动方案不变。机床径向工作台上部的进给箱里面装配的零件多达70多个，是故障多发部位，而且进给箱结构紧凑，维修时很不方便，因此对径向工作台采用伺服驱动的控制方案改造。由于伺服系统具有很好的重复定位精度，本技术改造方案去掉了电感和塞规测量工作方式，仅保留了手动和定程(半自动)两种工作方式。
　　2 方案实施
　　2.1 PLC、人机界面选择
　　根据内圆磨床磨削加工的工艺特点，确定机床伺服系统脉冲当量为0.1 m。由于M224磨床最大磨削孔径为40mm，在磨削加工时砂轮与工件之间有超过20mm的空刀量，为了不影响加工效率，设计要求PLC的脉冲输出频率不低于100KHz。经选择采用了台达EH2系列可编程序控制器，该系列PLC内置200KHz高速脉冲输出模块、RS485通讯接口，具有直线／圆弧插补功能，最低脉冲输出频率为10Hz，配合导程为5mm的滚珠丝杠，径向工作台(X轴)最低运动速度为0.06mm／min，最高运行速度为1200mm／min，完全满足内圆磨床加工时的工艺要求。
　　选择台达A系列5.7”单色触摸屏作为人机界面，人机界面与PLC通过RS232接口相连，通过触摸屏可以输入各种磨削工艺参数，可以在屏上设计触摸按键以节省PLC输入点，可以实时显示磨床的工作状态。
　　2.2 工件主轴控制
　　工件轴通过一台0.55KW／1.1KW 双速三相异步电动机驱动，改造前通过操纵面板上上的LW6-3／B093万能转换开关切换高低速度。由于转换开关上有九对触点，时间一长容易出现触点间接触不良故障，导致电机缺相。改造后用两个接触器KM2、KM3代替万能转换开关，在新的操纵面板上设计一个三挡位转换开关SA1来切换高低转速。
　　2.3 砂轮主轴控制
　　M224磨床使用一台3.7KW 惠丰变频器驱动电主轴作为砂轮主轴，变频器型号为F1000-M0037T3B。改造前变频器装在电器柜外面，通过三线式端子控制变频器的启动和停止，通过变频器面板

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孤云 · 发表于 2012-5-1 13:53:23

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jssyxj · 发表于 2012-5-1 13:53:23

HOHO~~~~~~

372881384 · 发表于 2012-6-18 16:18:52

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sucy333 · 发表于 2014-9-1 14:05:04

有用的资料，下载来看看

shuwen · 发表于 2014-9-18 10:17:14

求看该资料,谢谢!

lucky798 · 发表于 2015-12-21 21:54:27

内容不错，学习下

风信子_无锡 · 发表于 2015-12-22 09:57:44

不错，支持下

左次无咎 · 发表于 2016-3-9 09:14:18

逝水无痕 · 发表于 2018-1-11 22:50:09

帮你项项吧

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