龙门刨床换向自动控制系统的制作方法
【专利摘要】一种龙门刨床换向自动控制系统，用于龙门刨床自动换向。包括三相交流输入电源、全数字直流调速驱动装置、刨床主轴脉冲旋转编码器、刨床主轴控制直流调速电机、PLC可编程控制器、直流电机励磁、直流电机的转速表和电枢电流表、控制电源变压器。本发明通过软件开发将PLC可编程控制器应用到龙门刨床的换向自动控制中，定位准确，操作简便，反响速度快，节时省力，稳定可靠，有效降低了劳动强度，提高了生产效率，各项技术指标均能很好地满足设计要求。
【专利说明】龙门刨床换向自动控制系统
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及自动控制【技术领域】，具体是一种用于龙门刨床在自动循环换向时的自动控制系统。
【背景技术】
[0002]目前，龙门刨床循环换向运动是采用机械碰撞行程开关的方式来控制。众所周知，刨床是一种往复式运动，每个工作日有成百上千次换向，这对于机械式开关的冲击很大，使其使用寿命短，故障率高。而后来龙门刨床循环换向逐渐被无触点开关代替，而无触点开关对接触距离要求比较高，一般在5毫米以内，但在实际工作中经常出现开关被撞坏或接触不上，无法保证换向控制的准确和到位。同时，以上两种原始的控制方式均又存在着当加工工件长度改变时，需要重新调整撞块距离的操作，不仅增加了工作量，而且也增强了劳动强度。
【发明内容】
[0003]为克服现有技术的不足，本发明的发明目的在于提供一种龙门刨床换向自动控制系统，通过在直流电机上安装脉冲编码器，与PLC可编程高速计数器相结合，以提高刨床工作台行程控制精度，减少机床故障率，降低劳动强度，提高生产效率。
[0004]为实现上述目的，本发明的三相交流输入电源接入三相交流滤波电抗器的输入端，与三相交流快速熔断器串连，将电压输入到全数字直流调速驱动装置的主回路，全数字直流调速驱动装置与带有刨床主轴脉冲旋转编码器的刨床主轴控制直流调速电机连接，刨床主轴脉冲旋转编码器接入PLC可编程控制器；三相交流输入电源经控制电源变压器接入PLC可编程控制器，PLC可编程控制器的输入信号为接受来自刨床按钮操作站及床身控制限位部分的控制信号和接收来自刨床主轴控制直流调速电机的刨床主轴脉冲旋转编码器的旋转信号，作为PLC可编程控制的脉冲输入；PLC可编程控制器的输出信号为使能和启动信号以及控制电机旋转方向和旋转速度的给定信号，PLC可编程控制器的输出信号使控制全数字直流调速驱动装置驱动，直流调速电机励磁、直流电机的转速表和电枢电流表与全数字直流调速驱动装置连接。
[0005]本发明与现有技术相比，通过软件开发将PLC可编程高速计数应用到龙门刨床的换向自动控制中，定位准确，操作简便，反响速度快，节时省力，稳定可靠，有效降低了劳动强度，提高了生产效率，各项技术指标均能很好地满足设计要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1是本发明的系统框图。
[0007]图2是本发明的第一电气原理图。
[0008]图3是本发明的第二电气原理图。
[0009]图4是本发明的换向控制梯形图。【具体实施方式】
[0010]如图1、图2、图3所示，本发明的三相交流输入电源为AC380V，频率50HZ，三相交流输入电源接入三相交流滤波电抗器的输入端，与三相交流快速熔断器串连，将电压输入到590全数字直流调速驱动装置7的主回路，序号I包括三相交流滤波电抗器与三相交流快速熔断器，三相交流滤波电抗器是一个无导磁材料的空心线圈，在电力系统发生短路时，会产生数值很大的短路电流，在此处串联该进线电抗器，可以增大短路阻抗，限制短路电流，以保持刨床电气控制的动态稳定性，三相交流快速熔断器主要在于当刨床主轴控制直流调速电机2或全数字直流调速驱动装置7发生短路，电流严重过载时，能够在瞬间熔断，限制短路电流，保护电力设备；全数字直流调速驱动装置7与带有刨床主轴脉冲旋转编码器8的刨床主轴控制直流调速电机2连接，全数字直流调速驱动装置7的直流输出A+、A-连接到刨床主轴控制直流调速电机2的电枢端，刨床主轴脉冲旋转编码器8的信号反馈到全数字直流调速驱动装置7的反馈输入端和PLC可编程控制器11的脉冲输入端，输入的交流电压为380V，刨床主轴脉冲旋转编码器8接入CPlE欧姆龙PLC PLC可编程控制器11，全数字直流调速驱动装置7的主功率电路结构为反并联三相全控桥式整流，控制电路使用十六位微处理器，实现电流环和速度环的双环控制，通过人机接口和软件组态，对刨床主轴控制直流调速电机2的电枢电压和电枢电流进行控制；刨床主轴脉冲旋转编码器8可通过计算单位时间内的脉冲数来算出电机转速，实现速度环的闭环调节，以精确控制主轴运行，刨床主轴脉冲旋转编码器8直接安装于电机的轴端，在电机旋转时将编码器发出的A+和B+方向信号以及脉冲数输入到可PLC可编程控制器11的输入端；三相交流输入电源经控制电源变压器10接入PLC可编程控制器11，通过控制电源变压器10降压为交流220V，作为PLC可编程器11的输入电源；PLC可编程控制器11的主要特性是通过专用软件CX-PROGRAMMER FOR CPIE进行编程，设定及监控能够实现快速响应输入，增强高速计数功能，PLC可编程高速计数器使用软件复位、脉冲和方向输入的模式，将刨床按钮操作站及床身控制限位部分9、编码器旋转发出的脉冲旋转信号存入PLC的DM寄存器中，将设定的脉冲数存入另一个DM寄存器中，对两个寄存器中的变量值利用CMPL函数进行实时比较和运算，当PLC可编程高速计数器11的数值达到设定的脉冲数时，通过软件编程，输出控制信号控制全数字直流调速驱动装置7改变控制电机旋转方向和旋转速度的给定信号6，以达到精确控制刨床工作台前进和后退；PLC可编程高速计数器11的输入信号为接受来自刨床按钮操作站及床身控制限位部分9的控制信号和接收来自刨床主轴控制直流调速电机2的刨床主轴脉冲旋转编码器8的旋转信号，作为PLC可编程控制器11的脉冲输入，刨床按钮操作站及床身控制限位部分9用于控制刨床的工作台的前进定位、后退定位，以及工作台循环、横梁的上升、下降，刀架的抬刀、进刀；PLC可编程控制器11的输出信号为使能和启动信号3以及控制电机旋转方向和旋转速度的给定信号6, PLC可编程控制器11的输出信号使控制全数字直流调速驱动装置7驱动，直流电机励磁4、直流电机的转速表和电枢电流表5与全数字直流调速驱动装置7连接，刨床在加工过程中，必须适时监控直流电机的转速表和电枢电流表5。
[0011]图4是本发明的换向控制梯形图，序号I为后退定位按钮；序号2为计数器复位；序号3为赋值指令；序号4为前进定位按钮；序号5为读指令；序号6为小于比较器；序号7为后退换向指令；序号8为前进换向指令；序号9为大于比较器；序号10为前进换后退中间继电器；序号11为后退换前进中间继电器。
【权利要求】
1.一种龙门刨床换向自动控制系统，其特征在于:三相交流输入电源接入三相交流滤波电抗器的输入端，与三相交流快速熔断器串连，将电压输入到全数字直流调速驱动装置(7)的主回路，全数字直流调速驱动装置(7)与带有刨床主轴脉冲旋转编码器(8)的刨床主轴控制直流调速电机(2 )连接，刨床主轴脉冲旋转编码器(8 )接入PLC可编程控制器(11);三相交流输入电源经控制电源变压器(10 )接入PLC可编程控制器(11)，PLC可编程控制器(11)的输入信号为接受来自刨床按钮操作站及床身控制限位部分(9)的控制信号和接收来自刨床主轴控制直流调速电机(2)的刨床主轴脉冲旋转编码器(8)的旋转信号(12)，作为PLC可编程控制器(11)的脉冲输入；PLC可编程控制器(11)的输出信号为使能和启动信号(3 )以及控制电机旋转方向和旋转速度的给定信号(6 )，PLC可编程控制器(11)的输出信号使控制全数字直流调速驱动装置(7)驱动，直流调速电机励磁(4)、直流电机的转速表和电枢电流表(5)与全数字直流调速驱动装置(7)连接。
【文档编号】G05B19/18GK103869746SQ201210550943
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2012年12月18日 优先权日:2012年12月18日
【发明者】黄和平, 李成业, 喻先启 申请人:襄阳科威电气有限公司