多工位臥式組合加工中心的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
海天精工 加工中心 鉆攻中心前言：隨著科技進(jìn)步和工業(yè)發(fā)展，有著浮選精煤、原生煤泥脫水，黑色冶金、有色冶金化工、建材、飼料、城市生活污水等行業(yè)的固液分離作用的加壓過濾機(jī)應(yīng)用越來越廣泛，但是目前市場上的加壓過濾機(jī)都存在著一定缺陷，其中最突出的主要是加壓過濾機(jī)主要部件濾液管加工成本高、加工效率低、質(zhì)量差等問題111。王義明6]在濾液管銑削平面工裝設(shè)計(jì)中，利用龍門加工中心加工特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了同時(shí)完成兩個(gè)工件的端面銑削。這種設(shè)計(jì)方法導(dǎo)致加工流程需要多次裝夾完成，既不能保證中心一致性也浪費(fèi)了不必要的時(shí)間。胡萬強(qiáng)''提出了臥式組合加工中心的液壓系統(tǒng)控制方案，但液體的泄漏及液體粘度影響系統(tǒng)運(yùn)動的穩(wěn)定性。為了解決上述難題本文針對專門加工濾液管的臥式專用組合加工中心設(shè)計(jì)了—種新的控制系統(tǒng)。1加工中心的總體布局方案每根濾液管上有五個(gè)法蘭盤結(jié)構(gòu)組成，該組合專用銑鉆床的設(shè)計(jì)主要針對于濾液管上法蘭盤的加工，法蘭盤的結(jié)構(gòu)如圖1所示。該結(jié)構(gòu)加工主要分四步完成。分別是銑端面、鉆大孔、鉆小孔、攻螺紋。為保證加工工件的中心一致性及提高加工效率，則選擇一次裝夾便完成整個(gè)的加工流程hl.,工作臺及加工工位的布置如圖2所示。當(dāng)零件裝夾完畢后，首先到達(dá)銑刀頭部分，進(jìn)行第_個(gè)端面的洗削，當(dāng)工作結(jié)束后，液壓滑臺帶動零件移動到下一加工位置。此時(shí)，第一個(gè)端面開始鉆大孔，而第二個(gè)端面開始銑端面。工作依次進(jìn)行。直到開始加工第四個(gè)法蘭盤時(shí)，加工中心上一側(cè)的全部刀具同時(shí)工作。當(dāng)?shù)谒膫€(gè)平面開始銑削完畢后，第一個(gè)法蘭盤加工完畢，移出工作區(qū)域。當(dāng)?shù)谖鍌€(gè)法蘭盤銑削完畢后，此時(shí)為節(jié)約能源，銑刀頭停止運(yùn)轉(zhuǎn)，以此類推，鉆頭、絲錐也將停止工作完成加工。期間所有的動作均通過電氣控制部分來完成。 該方案的提出解決了原有加工技術(shù)中工件的加工需要多臺加工中心及多次裝夾才能完成的工藝流程。該組合專用加工中心可以實(shí)現(xiàn)一次裝夾便完成整個(gè)工件的加工，并合理分配各動力頭的工作時(shí)間，提高了工作效率并保證了加工質(zhì)量。 2動力頭控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)該臥式組合加工中心共有銑削、鉆大孔、鉆小孔、攻螺紋四部分組成，每部分各有3個(gè)異步電動機(jī)提供動力。分別為Ml主軸電動機(jī),控制著動力頭的工作狀態(tài)。M2為進(jìn)給電動機(jī)，實(shí)現(xiàn)動力頭的快進(jìn)、工進(jìn)和快退以節(jié)約時(shí)間提高加工效率。M3為冷卻電動機(jī)。每臺電動機(jī)都設(shè)有短路保護(hù)和過載保護(hù)以提高工作的可靠性S。2.1動力頭主運(yùn)動的控制設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算已知電動機(jī)的******工作功率不超過10kW,因此，可以采用直接啟動H。為保護(hù)刀具和機(jī)床以免發(fā)生碰撞而破壞，因此，在主軸旋轉(zhuǎn)后才可進(jìn)行進(jìn)給運(yùn)動。電路圖如圖3所示。海天精工 備注：為保證文章的完整度，本文核心內(nèi)容都PDF格式顯示，如未有顯示請刷新或轉(zhuǎn)換瀏覽器嘗試，手機(jī)瀏覽可能無法正常使用！結(jié)束語：具體的控制方式如下：SB1為主電路開關(guān)，當(dāng)按下開關(guān)SB1后，繼電器線圈KM1得電，相應(yīng)的開關(guān)KM1閉合，電路形成自鎖，主回路中KM1閉合,主電動機(jī)得電啟動，主軸旋轉(zhuǎn)。開關(guān)SB5為進(jìn)給運(yùn)動開關(guān)。主軸旋轉(zhuǎn)后，按下開關(guān)SB5,繼電器KM2線圈得電^目應(yīng)的開關(guān)KM2閉合，主回路中KM2閉合，進(jìn)給電機(jī)啟動，完成動力頭的快進(jìn)、工進(jìn)、快退過程。常態(tài)情況下,開關(guān)SB4、SB5為閉合狀態(tài)。當(dāng)工作結(jié)束后，按下開關(guān)SB4或SB5,控制回路中開關(guān)斷開、繼電器KM1失電,進(jìn)而電動機(jī)斷電，主軸停止旋轉(zhuǎn),進(jìn)給運(yùn)動結(jié)束。主軸的正反轉(zhuǎn)可以通過開關(guān)SA5來控制。整個(gè)控制回路的設(shè)計(jì)保證了只有當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)后才允許進(jìn)給電機(jī)動作。2.2動力頭進(jìn)給運(yùn)動的控制設(shè)計(jì)工件隨液壓滑臺在水平方向上按照合理的速度發(fā)生移動，動力頭由液壓缸帶動在垂直于液壓滑臺的方向做進(jìn)給運(yùn)動。為提高效率，動力頭按預(yù)先規(guī)定好的時(shí)間做快進(jìn)、工進(jìn)、快退運(yùn)動。當(dāng)電磁鐵YA1、YA2、YA3均處于斷電狀態(tài)時(shí)，動力頭處于原位不動，限位開關(guān)ST1動斷觸點(diǎn)斷開M。具體控制回路如圖4所示。具體的控制方式如下：(1) 動力頭的快進(jìn)開關(guān)SB1控制著主電動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。SB5控制著進(jìn)給電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)按下開關(guān)SB1、SB5后電動機(jī)啟動。為動力頭的進(jìn)給運(yùn)動做準(zhǔn)備。當(dāng)按下開關(guān)SB后，繼電器線圈K1得電，同時(shí)常開觸點(diǎn)K1閉合，電磁閥YA1、YA3得電。動力頭向前運(yùn)動。由于電磁閥YA1、YA3同時(shí)得電，動力頭通過液壓系統(tǒng)帶動運(yùn)動，此時(shí)實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的差動連接。因此,可實(shí)現(xiàn)動力頭的快進(jìn)動作。(2) 動力頭的工進(jìn)動力頭的工作轉(zhuǎn)換均通過限位開關(guān)來控制。當(dāng)動力頭快進(jìn)到所設(shè)定位置時(shí)，限位開關(guān)ST3閉合,繼電器線圏K2得電，常開觸點(diǎn)K2閉合，形成自鎖。常閉觸點(diǎn)K2斷開,動力頭快進(jìn)回路斷路，動力頭實(shí)現(xiàn)工進(jìn)。(3) 動力頭的快退為保證加工質(zhì)量，動力頭工進(jìn)到終點(diǎn)時(shí)需保留一段時(shí)間。此電路圖通過延時(shí)繼電器控制，設(shè)置時(shí)間為5s。當(dāng)工進(jìn)到終點(diǎn)時(shí)，碰到限位開關(guān)ST4。此時(shí)動合觸點(diǎn)ST4閉合，繼電器線圈KT得電，開始計(jì)時(shí)。動斷觸點(diǎn)KT斷開,動力頭前進(jìn)回路斷路，動力頭停留在終點(diǎn)位置。當(dāng)達(dá)到所設(shè)定時(shí)間后，延時(shí)閉合觸點(diǎn)KT閉合，此時(shí)繼電器K3得電，相應(yīng)的動合觸點(diǎn)K3閉合，電磁閥YA2得電，動力頭快退。當(dāng)退回到原位時(shí),，限位開關(guān)ST1斷開，動力頭停在原位。(4) 動力頭的“點(diǎn)動調(diào)整”當(dāng)動力頭前進(jìn)時(shí)，按下開關(guān)SB1,此時(shí)主電機(jī)啟動，按下開關(guān)SB繼電器線圈K1得電，動合觸點(diǎn)K1閉合，電磁閥YA1、YA3得電，動力頭可實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動。此時(shí)斷開開關(guān)SB,由于繼電器K1不能自鎖，放松開關(guān)SB1后，動力頭立即if■止。當(dāng)動力頭不在原位或沒有快退到原位時(shí),按下開關(guān)SB2,此時(shí)繼電器線圈K3得電，可實(shí)現(xiàn)動力頭的快退。當(dāng)?shù)竭_(dá)原位時(shí)，限位開關(guān)ST1斷開，動力頭停止。因此可以通過點(diǎn)動控制來調(diào)整動力頭的位置。由于攻絲加工過程中，為避免發(fā)生亂絲，要求主軸工進(jìn)完成后能自動實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)。因此，其控制回路較前幾個(gè)加工過程而言，多了可使主軸能夠?qū)崿F(xiàn)自動反轉(zhuǎn)的部分,具體控制方式是用兩個(gè)繼電器互鎖，來控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)回路0。 3液壓滑臺控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)液壓滑臺帶動工件移動。其工作過程可表示為：快進(jìn)一工進(jìn)一暫停（銑削）一快進(jìn)一工進(jìn)一暫停（鉆大?L) 一快進(jìn)一工進(jìn)一暫停（鉆小孔)一快進(jìn)一共進(jìn)一暫停（攻絲）一快退M。具體的控制回路如圖5所示。 具體的控制方式如下：當(dāng)按下開關(guān)SB后，繼電器線圈KM得電^甫助觸點(diǎn)閉合，形成自鎖，此時(shí)主回路中主觸點(diǎn)KM閉合，電動機(jī)得電啟動。當(dāng)按下開關(guān)SB1,繼電器K1和K2同時(shí)得電，動合觸點(diǎn)K2閉合，觸發(fā)計(jì)數(shù)器,使計(jì)數(shù)器復(fù)位，準(zhǔn)備計(jì)數(shù)。動合觸點(diǎn)K1閉合，形成自鎖，電磁_ YA1、YA3同時(shí)得電，此時(shí)液壓系統(tǒng)可形成差動連接，因此可以實(shí)現(xiàn)液壓滑臺的快進(jìn)。當(dāng)滑臺由原始位置快進(jìn)到第一個(gè)法蘭面的所設(shè)定位置時(shí),壓下限位開關(guān)ST4,此時(shí)繼電器線圈K4得電，動合觸點(diǎn)K4閉合，形成自鎖。動斷觸點(diǎn)K4斷開,液壓滑臺工作狀態(tài)由快進(jìn)改為工進(jìn)。當(dāng)達(dá)到第一個(gè)法蘭面位置時(shí),壓下限位開關(guān)ST1,時(shí)間繼電器KT1得電，動斷觸點(diǎn)KT1斷開，滑臺停止。由銑削加工時(shí)間得KT1的設(shè)定值為29S，當(dāng)達(dá)到所設(shè)定值后，延時(shí)閉合觸點(diǎn)KT1閉合，此時(shí)KT1繼續(xù)得電,滑臺開始快進(jìn)、工進(jìn)。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)法蘭面達(dá)到鉆大孔位置時(shí),第二個(gè)法蘭面正好處于銑端面位置，此時(shí)滑臺壓下限位開關(guān)ST2,同理時(shí)間繼電器KT1得電，滑臺停止。兩個(gè)動力頭同時(shí)工作(第一個(gè)法蘭面鉆大孔、第二個(gè)法蘭面銑端面）。限位開關(guān)ST2閉合J蟲發(fā)計(jì)數(shù)器減1。當(dāng)?shù)谖鍌€(gè)法蘭面完成鉆大孔后，計(jì)數(shù)器A = 0,觸點(diǎn)C460閉合，為時(shí)間繼電器K2得電做準(zhǔn)備。液壓滑臺繼續(xù)完成快進(jìn)、工進(jìn)動作。當(dāng)五個(gè)法蘭面到達(dá)鉆小孔位置時(shí)，壓下限位開關(guān)ST3,時(shí)間繼電器KT2得電，動斷觸點(diǎn)斷開,滑臺停止。第四個(gè)法蘭面攻絲，第五個(gè)法蘭面鉆小孔。由攻螺紋加工時(shí)間得KT2設(shè)定時(shí)間為9s,達(dá)到所設(shè)定時(shí)間后，延時(shí)閉合觸點(diǎn)KT2閉合,繼電器K1得電。滑臺繼續(xù)動作。當(dāng)五個(gè)法蘭面完成所有加工后，滑臺繼續(xù)快進(jìn)，當(dāng)快進(jìn)到限位開關(guān)ST5位置,壓下限位開關(guān)ST5,繼電器線圈K3得電，動合觸點(diǎn)K3閉合，電磁閥YA2得電，滑臺快退至原位。采用兩個(gè)時(shí)間繼電器，當(dāng)滑臺暫停時(shí)間由29s轉(zhuǎn)換為9s后，一次工作循環(huán),可節(jié)約4〇s。由于銑端面與鉆大孔時(shí)間均設(shè)置的29s,為確保安全可靠性，用第二道工序的限位開關(guān)ST2觸發(fā)計(jì)數(shù)器，進(jìn)行計(jì)數(shù)M。此控制回路工作效率高且可靠度較高。 4系統(tǒng)的調(diào)試與運(yùn)行將設(shè)計(jì)的電氣控制系統(tǒng)部分應(yīng)用到設(shè)計(jì)好的臥式專用組合銑鉆床中，將動力頭的控制部分與液壓滑臺控制相匹配，各系統(tǒng)有獨(dú)立的電機(jī)帶動運(yùn)轉(zhuǎn)M。經(jīng)過調(diào)試運(yùn)行，兩者配好較好,完全滿足加工工藝的要求且該加工中心加工過程和原有加工技術(shù)相比，不僅提高了 2倍以上的工作效率，而且提高了加工質(zhì)量。 5結(jié)論通過驗(yàn)證得到本文針對濾液管加工設(shè)計(jì)的臥式組合專用加工中心及電氣控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)_次裝夾便完成整個(gè)加工流程，減輕了勞動強(qiáng)度，保證了加工質(zhì)量。控制系統(tǒng)根據(jù)各工位加工所需的時(shí)間利用時(shí)間繼電器及計(jì)數(shù)器合理控制動力頭及液壓滑臺的工作時(shí)間，可以實(shí)現(xiàn)各動力頭同時(shí)工作，大大提高了勞動效率，解決了市場上供應(yīng)不足，加工質(zhì)量差等問題。海天精工是一家集銷售、應(yīng)用及服務(wù)于一體的公司。產(chǎn)品包括：CNC加工中心、鉆攻中心、龍門加工中心、雕銑機(jī)、石墨機(jī)、五軸加工中心、立式加工中心、臥式加工中心等。我們機(jī)床的生產(chǎn)工廠設(shè)在廣東省寧波市，目前其生產(chǎn)的加工中心70%出口，其中出口到歐洲占到50%。我們盡心、盡力、盡意的服務(wù)！聲明：本站文章均來自網(wǎng)絡(luò)，所有內(nèi)容不代表本站觀點(diǎn)，本站不承擔(dān)任何法律責(zé)任！