專利名稱：龍門刨床進(jìn)給量控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)械加工電氣控制領(lǐng)域，尤其涉及一種龍門刨床進(jìn)給量控制裝置。
背景技術(shù)：
龍門刨床是工廠的大型關(guān)鍵設(shè)備之一，其電氣設(shè)備較為復(fù)雜，生產(chǎn)工藝對(duì)刨床電 力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的要求也越來越高。龍門刨床是制造重型設(shè)備，如鐵路機(jī)車，汽輪機(jī)， 發(fā)電機(jī)，礦山設(shè)備等不可缺少的工作母機(jī)。它主要用來加工大型工件的各種平面，斜面和 槽，特別適宜于加工大型、狹長的機(jī)械零件，如機(jī)床的床身，箱體，導(dǎo)軌等，因此在機(jī)械加工 行業(yè)中應(yīng)用非常廣泛。請參閱圖1，圖1所示為傳統(tǒng)龍門刨床1的結(jié)構(gòu)示意圖。所述龍門刨床1包括七個(gè) 部分床身11，為一個(gè)箱型體，其上有V型和U型導(dǎo)軌；工作臺(tái)12，俗稱刨臺(tái)，用于安置工件； 橫梁13，用于安置垂直刀架，在加工時(shí)嚴(yán)禁動(dòng)作，只在更換工件時(shí)才移動(dòng)，以調(diào)整刀架的高 度；左右垂直刀架14，可沿橫梁13的導(dǎo)軌在水平方向或沿左右垂直刀架14本身的滑動(dòng)導(dǎo) 軌在垂直方向做快速移動(dòng)或工作進(jìn)給；立柱15，位于所述工作臺(tái)12兩側(cè)；左右側(cè)刀架及進(jìn) 給箱16，沿立柱15導(dǎo)軌上下快速移動(dòng)或自動(dòng)進(jìn)給，以及龍門頂17。龍門刨床1的電氣控制系統(tǒng)主要包括工作臺(tái)的主傳動(dòng)和進(jìn)給機(jī)構(gòu)的邏輯控制兩 大部分。目前，龍門刨床1主要采用的主傳動(dòng)系統(tǒng)有兩種一種是50年代的電機(jī)擴(kuò)大機(jī)-發(fā) 電機(jī)-電動(dòng)機(jī)組(K-F-D系統(tǒng))；一種是80年代少數(shù)經(jīng)過改型的直流可控硅調(diào)速系統(tǒng)(SCR-D 系統(tǒng))。傳統(tǒng)的龍門刨床1電氣控制系統(tǒng)普遍采用接觸器和繼電器控制電路。由于采用硬 點(diǎn)接觸且連接復(fù)雜。因此電氣系統(tǒng)時(shí)常發(fā)生觸點(diǎn)故障，使龍門刨床1經(jīng)常處于停機(jī)維修狀 態(tài)，不能保證正常生產(chǎn)。同時(shí)，當(dāng)所述龍門刨床1處于正常工作狀態(tài)時(shí)，龍門刨床1進(jìn)給由 繼電器和接觸器控制的交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，交流電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)機(jī)械進(jìn)給機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)進(jìn)給，進(jìn)給量 由時(shí)間繼電器的定時(shí)時(shí)間來控制。明顯地，傳統(tǒng)的龍門刨床1具有如下缺陷第一、時(shí)間繼電器的整定時(shí)間為模擬 量；第二、與定時(shí)時(shí)間相對(duì)應(yīng)的進(jìn)給量難以精確調(diào)整；第三、由于電動(dòng)機(jī)速度較高，需要機(jī) 械減速箱，進(jìn)給機(jī)構(gòu)較復(fù)雜；第四、繼電器和接觸器控制為有觸點(diǎn)控制，易出故障；第五、維 護(hù)困難，可靠性差。現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本案設(shè)計(jì)人憑借從事此行業(yè)多年的經(jīng)驗(yàn)，積極研究改良，于 是有了本實(shí)用新型龍門刨床進(jìn)給量控制裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)的龍門刨床進(jìn)給量控制不精確，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜、 可靠性差、維護(hù)困難等缺陷，提供一種龍門刨床進(jìn)給量控制裝置。為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供一種龍門刨床進(jìn)給量控制裝置，所述龍門刨 床進(jìn)給量控制裝置包括前置控制器；變頻器，與所述前置控制器電連接并由所述前置控制器控制；以及電動(dòng)機(jī)，所述電動(dòng)機(jī)由所述變頻器控制運(yùn)轉(zhuǎn)。所述變頻器為西門子M4變頻 器。所述變頻器進(jìn)一步包括具有接受來自所述前置控制器的輸入信號(hào)的第一輸入控制開 關(guān)，所述第一輸入控制開關(guān)為選擇進(jìn)給開關(guān)；第二輸入控制開關(guān)，所述第二輸入控制開關(guān)為 正向進(jìn)給開關(guān)；第三輸入控制開關(guān)，所述第三輸入控制開關(guān)為反向進(jìn)給開關(guān)；第四輸入控 制開關(guān)，所述第四輸入控制開關(guān)為正向點(diǎn)動(dòng)調(diào)整開關(guān)；以及第五輸入控制開關(guān)，所述第五輸 入控制開關(guān)為反向點(diǎn)動(dòng)調(diào)整開關(guān)?？蛇x的，所述第一輸入控制開關(guān)、第四輸入控制開關(guān)，以及第五輸入控制開關(guān)不通 過所述前置控制器控制。可選的，所述第一輸入控制開關(guān)、第四輸入控制開關(guān)，以及第五輸入控制開關(guān)不通 過所述前置控制器控制?？蛇x的，所述前置控制器為可編程控制器PLC。綜上所述，本實(shí)用新型通過采用變頻器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)絲桿實(shí)現(xiàn)刨床的進(jìn) 給，進(jìn)行無觸點(diǎn)控制，使得龍門刨床進(jìn)給控制裝置簡化結(jié)構(gòu)，參數(shù)設(shè)置和修改方便，進(jìn)給控 制精度高。同時(shí)使系統(tǒng)可靠性提高，易于維護(hù)。

圖1是傳統(tǒng)的龍門刨床結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型龍門刨床進(jìn)給量控制裝置的控制流程圖；圖3是本實(shí)用新型龍門刨床進(jìn)給量控制裝置的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型龍門刨床進(jìn)給量控制裝置的進(jìn)給量與進(jìn)給時(shí)間的關(guān)系圖。
具體實(shí)施方式
為詳細(xì)說明本實(shí)用新型創(chuàng)造的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所達(dá)成目的及功效，下面將結(jié) 合實(shí)施例并配合附圖予以詳細(xì)說明。請參閱圖1，圖1所示龍門刨床進(jìn)給控制裝置2的結(jié)構(gòu)示意圖。所述龍門刨床進(jìn)給 控制裝置2具有前置控制器21，與所述前置控制器21電連接并由所述前置控制器21控制 的變頻器22，以及由所述變頻器22控制運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)23。在本實(shí)用新型中，變頻器22優(yōu) 選的為西門子M4變頻器。其中，所述變頻器22具有接受來自前置控制器21輸入信號(hào)的第一輸入控制開關(guān) 221，所述第一輸入控制開關(guān)221為選擇(允許)進(jìn)給開關(guān)；第二輸入控制開關(guān)222，所述第 二輸入控制開關(guān)222為正向進(jìn)給開關(guān)；第三輸入控制開關(guān)223，所述第三輸入控制開關(guān)223 為反向進(jìn)給開關(guān)；第四輸入控制開關(guān)224，所述第四輸入控制開關(guān)224為正向點(diǎn)動(dòng)調(diào)整開 關(guān)；第五輸入控制開關(guān)225，所述第五輸入控制開關(guān)225為反向點(diǎn)動(dòng)調(diào)整開關(guān)。在本實(shí)用新型中，前置控制器21優(yōu)選的為可編程控制器PLC。對(duì)變頻器22的第一 輸入控制開關(guān)221、第四輸入控制開關(guān)224，以及第五輸入控制開關(guān)225也可以不通過前置 控制器21進(jìn)行控制，而通過簡單的開關(guān)操作進(jìn)行控制。第二輸入控制開關(guān)222以及第三輸 入控制開關(guān)223將接受來自前置控制器21輸入的進(jìn)給信號(hào)定時(shí)時(shí)間At。請參閱圖3，圖3所示為所述龍門刨床進(jìn)給量控制裝置1對(duì)進(jìn)給量控制的流程圖。 所述龍門刨床進(jìn)給量控制裝置1對(duì)進(jìn)給量控制包括以下步驟[0022]步驟Sll 變頻器22工作方式設(shè)置，參數(shù)P0700 = 2、參數(shù)P1000 = 3選擇端口控
制和固定頻率方式。步驟S12 參數(shù)選擇與設(shè)置，對(duì)應(yīng)第一輸入控制開關(guān)221的P0701 = 1選擇0N/0FF 方式，為是否允許進(jìn)行進(jìn)給操作的開關(guān)；對(duì)應(yīng)第二輸入控制開關(guān)222的P0702 = 16 ；對(duì)應(yīng)第 三輸入控制開關(guān)223的P0703 = 16選擇進(jìn)給的固定頻率與ON命令方式。步驟S13 進(jìn)給速度(頻率)的設(shè)置，對(duì)應(yīng)P0702的P1002設(shè)置正向進(jìn)給固定頻率； 對(duì)應(yīng)P0703的P1003設(shè)置反向進(jìn)給固定頻率。步驟S14 進(jìn)給時(shí)的頻率上升和下降時(shí)間通過參數(shù)P1120和P1121設(shè)置。步驟S15 設(shè)置第四輸入控制開關(guān)2M對(duì)應(yīng)的參數(shù)P0704 = 10 ；設(shè)置第五輸入控制 開關(guān)225對(duì)應(yīng)的參數(shù)P0705 = 11 ；點(diǎn)動(dòng)斜坡上升時(shí)間和點(diǎn)動(dòng)斜坡下降時(shí)間通過參數(shù)P1060 和P1061設(shè)置。請參閱圖3，圖3所示為龍門刨床進(jìn)給控制裝置2的進(jìn)給量和進(jìn)給時(shí)間的關(guān)系。在本實(shí)用新型中，龍門刨床進(jìn)給量的控制采用變頻技術(shù)，而不需要減速箱，電動(dòng)機(jī) 23直接驅(qū)動(dòng)絲桿實(shí)現(xiàn)進(jìn)給。設(shè)加工進(jìn)給量為δ毫米，電動(dòng)機(jī)23的轉(zhuǎn)速為對(duì)應(yīng)進(jìn)給頻率的 η轉(zhuǎn)/分，傳動(dòng)絲杠的螺距為L毫米，則每次進(jìn)給時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間At為:Atl = 60Χ δ l/(LXn + 2)At2 = 60X δ 2/(LXn)At3 = 60Χ δ 3/(LXn + 2)At= Δ tl+Δ t 2+Δ t3δ = δ 1+ δ 2+ δ 3請繼續(xù)參閱圖3，有如下關(guān)系式At = Atl+At2+At3。Δ tl標(biāo)記為24，+ Δ t2 標(biāo)記為25，Δ t3標(biāo)記為26。其中，Atl = Pl 120設(shè)置的時(shí)間X進(jìn)給頻率+P1082設(shè)定的最大頻率；Δ t2為勻速進(jìn)給的時(shí)間；At3 = Pl 121設(shè)置的時(shí)間X進(jìn)給頻率+P1082設(shè)定的最大頻率。通過調(diào)整Atl、At2和At3，使Δ t符合進(jìn)給量為δ的進(jìn)給要求。前置控制器21的進(jìn)給信號(hào)定時(shí)時(shí)間為t = Atl+At2。綜上所述，本實(shí)用新型通過采用變頻器22驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)23直接帶動(dòng)絲桿實(shí)現(xiàn)刨床 的進(jìn)給，進(jìn)行無觸點(diǎn)控制，使得龍門刨床進(jìn)給控制裝置2簡化結(jié)構(gòu)，參數(shù)設(shè)置和修改方便， 進(jìn)給控制精度高。同時(shí)使系統(tǒng)可靠性提高，易于維護(hù)。本領(lǐng)域技術(shù)人員均應(yīng)了解，在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，可以對(duì) 本實(shí)用新型進(jìn)行各種修改和變型。因而，如果任何修改或變型落入所附權(quán)利要求書及等同 物的保護(hù)范圍內(nèi)時(shí)，認(rèn)為本實(shí)用新型涵蓋這些修改和變型。
權(quán)利要求1.一種龍門刨床進(jìn)給量控制裝置，其特征在于，所述龍門刨床進(jìn)給量控制裝置包括前置控制器；變頻器，與所述前置控制器電連接并由所述前置控制器控制；以及，電動(dòng)機(jī)，所述電動(dòng)機(jī)由所述變頻器控制運(yùn)轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種龍門刨床進(jìn)給量控制裝置，其特征在于，所述變頻器為西 門子M4變頻器。
3.如權(quán)利要求1所述的一種龍門刨床進(jìn)給量控制裝置，其特征在于，所述變頻器進(jìn)一 步包括具有接受來自所述前置控制器的輸入信號(hào)的第一輸入控制開關(guān)，所述第一輸入控制 開關(guān)為選擇進(jìn)給開關(guān)；第二輸入控制開關(guān)，所述第二輸入控制開關(guān)為正向進(jìn)給開關(guān)；第三輸入控制開關(guān)，所述第三輸入控制開關(guān)為反向進(jìn)給開關(guān)；第四輸入控制開關(guān)，所述第四輸入控制開關(guān)為正向點(diǎn)動(dòng)調(diào)整開關(guān)；以及，第五輸入控制開關(guān)，所述第五輸入控制開關(guān)為反向點(diǎn)動(dòng)調(diào)整開關(guān)。
4.如權(quán)利要求3所述的一種龍門刨床進(jìn)給量控制裝置，其特征在于，所述第一輸入控 制開關(guān)、第四輸入控制開關(guān)，以及第五輸入控制開關(guān)不通過所述前置控制器控制。
5.如權(quán)利要求3所述的一種龍門刨床進(jìn)給量控制裝置，其特征在于，所述第一輸入控 制開關(guān)、第四輸入控制開關(guān)，以及第五輸入控制開關(guān)通過所述前置控制器控制。
6.如權(quán)利要求1所述的一種龍門刨床進(jìn)給量控制裝置，其特征在于，所述前置控制器 為可編程控制器PLC。
專利摘要一種龍門刨床進(jìn)給量控制裝置，包括前置控制器；變頻器，與所述前置控制器電連接并由所述前置控制器控制；以及電動(dòng)機(jī)，所述電動(dòng)機(jī)由所述變頻器控制運(yùn)轉(zhuǎn)。所述變頻器為西門子M4變頻器。本實(shí)用新型通過采用變頻器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)絲桿實(shí)現(xiàn)刨床的進(jìn)給，進(jìn)行無觸點(diǎn)控制，使得龍門刨床進(jìn)給控制裝置簡化結(jié)構(gòu)，參數(shù)設(shè)置和修改方便，進(jìn)給控制精度高。同時(shí)使系統(tǒng)可靠性提高，易于維護(hù)。
文檔編號(hào)B23Q15/013GK201856123SQ201020588240
公開日2011年6月8日 申請日期2010年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月2日
發(fā)明者丁斗章 申請人:上海電機(jī)學(xué)院