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淺談液壓鏜孔機(jī)鏜刀的防撞保護(hù)程序設(shè)計(jì)論文
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)在機(jī)械制造、冶金、化工、電力、建筑、交通等領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。PLC源于電氣控制，是在電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的一種新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置，具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單、易于擴(kuò)展、調(diào)試維護(hù)方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，不僅可用于開關(guān)量控制、運(yùn)動(dòng)控制、過(guò)程控制和數(shù)字控制，而且還可用于數(shù)字通信和聯(lián)網(wǎng)控制。目前，PLC技術(shù)已成為現(xiàn)代工業(yè)控制的重要支柱之一。因此，學(xué)習(xí)和掌握現(xiàn)代電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)無(wú)疑具有很高的實(shí)用價(jià)值。
1鏜孔機(jī)編程設(shè)計(jì)
1.1程序整體設(shè)計(jì)思路
根據(jù)程序的基本設(shè)計(jì)要求，首先要確定液壓鏜孔機(jī)控制系統(tǒng)程序的基本流程。編寫程序時(shí)要根據(jù)液壓鏜孔機(jī)動(dòng)作的要求繪制程序流程框圖，再列寫I/O端口分配表。
液壓滑臺(tái)從LQ1處移動(dòng)到LQ2處的距離如果是一個(gè)定常數(shù)，而液壓滑臺(tái)運(yùn)行速度也是一個(gè)常數(shù)的話，那么滑臺(tái)從LQ1 處快速移動(dòng)到LQ2 處的時(shí)間就也是一個(gè)定常數(shù)。若要解決行程開關(guān)LQ2 所造成撞刀的故障問(wèn)題，利用PLC軟件功能和延時(shí)功能可以很好地解決此問(wèn)題。將滑臺(tái)從LQ1 處快速移動(dòng)到LQ2 處的時(shí)間接通延時(shí)器，滑臺(tái)開始移動(dòng)，那么計(jì)數(shù)器就開始計(jì)時(shí)，到計(jì)數(shù)器計(jì)時(shí)完畢后立刻檢測(cè)LQ2 處的信號(hào)，如果有信號(hào)，說(shuō)明滑臺(tái)已經(jīng)到達(dá)了工進(jìn)點(diǎn)，如果沒(méi)有信號(hào)。則LQ2 處出現(xiàn)故障，要能及時(shí)報(bào)警來(lái)停止滑臺(tái)移動(dòng)，這樣可以有效的防止撞刀，減少事故的發(fā)生。
不可忽視的是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性會(huì)受到油溫變化的影響，液壓油的溫度變化會(huì)引起油的黏度變化，油的黏度變化則會(huì)引起液壓系統(tǒng)流量的變化，流量的變化會(huì)直接影響液壓缸移動(dòng)的速度。在室溫條件下，液壓的油溫會(huì)在2 小時(shí)左右從20 ℃ 左右升高到70 ℃ ，隨著油溫的升高，液壓滑臺(tái)的移動(dòng)速度會(huì)逐漸加快，這就造成了滑臺(tái)從LQ1 處移動(dòng)到LQ2 處的速度是變化的，而不會(huì)是一個(gè)確定的數(shù)值，所以就不能用定時(shí)器檢測(cè)LQ2 的方法來(lái)判斷LQ2 處是否發(fā)生了故障，實(shí)際中應(yīng)該用液壓滑臺(tái)前次滑到LQ2 處的時(shí)間和后一次運(yùn)行到LQ2 處的時(shí)間作比較，如果這個(gè)差值在準(zhǔn)許波動(dòng)的范圍內(nèi)，則認(rèn)為是正常的，否則就有故障。這個(gè)方法可以測(cè)定動(dòng)態(tài)變化的系統(tǒng)是否能正常運(yùn)行。
1.2PLC控制系統(tǒng)的整體控制功能
1)滑臺(tái)按照快進(jìn)→工進(jìn)→工退→快退→原位動(dòng)作循環(huán)。
2)工進(jìn)信號(hào)(LQ2)出現(xiàn)故障時(shí)，有報(bào)警指示燈提示。
3)為了確保工件的安全性，液壓泵電機(jī)要有過(guò)載保護(hù)功能。
4)刀頭在任何位置都可以通過(guò)手動(dòng)按鈕快速退回。
1.3液壓鏜孔機(jī)的I/O 端口分配表液壓鏜孔機(jī)的I/O 端口分配表。
1.4系統(tǒng)運(yùn)行程序
液壓鏜孔機(jī)程序控制包括手動(dòng)控制和自動(dòng)控制兩部分。
1.5鏜孔機(jī)電路主回路
鏜孔機(jī)電路主回路主要控制3 臺(tái)電機(jī)—液壓泵電機(jī)、主軸泵電機(jī)、冷卻泵電機(jī)。按下SB0 時(shí)KM2 接通液壓泵開始工作，KM3 接通主軸泵開始工作進(jìn)行鏜孔，KM4 控制冷卻泵進(jìn)行降溫，當(dāng)按下SB01 主電路斷開。
鏜孔機(jī)是專門加工液壓缸和氣缸等深孔加工設(shè)備，也可以加工機(jī)床的主軸孔、盲孔及階梯孔。機(jī)床不但可以承擔(dān)各種鉆削、鏜削，而且還可以進(jìn)行滾壓加工，鉆削時(shí)采用內(nèi)排屑法或外排屑法。機(jī)床床身剛性強(qiáng)，精度保持性好，主軸轉(zhuǎn)速范圍廣，進(jìn)給系統(tǒng)由交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，能適應(yīng)各種深孔加工工藝的需要，受油氣緊固和工件頂緊采用液壓裝置，儀表顯示，安全可靠。
鏜孔機(jī)也用于鏜削汽車，拖拉機(jī)等內(nèi)燃機(jī)汽缸孔和缸套內(nèi)孔，也可用于其他機(jī)械零件內(nèi)孔的精密鏜削加工。
鏜孔機(jī)的定位裝置包括定位座、定位頂芯和至少3個(gè)相同的定位柱，定位座包括支撐座和定位套筒，定位套筒側(cè)壁上設(shè)有至少3 個(gè)與定位柱配合的通孔，各通孔均與定位套筒的中心線垂直，定位頂芯呈釘狀，其固定端設(shè)有釘帽，其工作端為圓錐體，且圓錐體抵住各定位柱的內(nèi)端。對(duì)照現(xiàn)有技術(shù)，鏜缸機(jī)的定位裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、定位準(zhǔn)確、成本低、易于實(shí)現(xiàn)和提高生產(chǎn)效率。
2液壓鏜孔機(jī)軟件編程設(shè)計(jì)
軟件設(shè)計(jì)編程。
M1.2 得電啟動(dòng)Q0.4 滑臺(tái)快進(jìn)的同時(shí)，計(jì)數(shù)器C1開始計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器是用于計(jì)算輸入脈沖的個(gè)數(shù)，即Q0.4 導(dǎo)通的次數(shù)。
當(dāng)M1.4 得電時(shí)，滑臺(tái)工進(jìn)，計(jì)數(shù)器C1中的值MW12放入MW10中。
當(dāng)M1.6得電時(shí)啟動(dòng)Q0.4 滑臺(tái)快進(jìn)，當(dāng)M1.5得電時(shí)啟動(dòng)Q0.5、Q0.2滑臺(tái)快退的同時(shí)報(bào)警。當(dāng)M2.0 得電時(shí)Q0.2動(dòng)作，Q0.4 和Q0.5 復(fù)位報(bào)警燈亮，滑臺(tái)停止動(dòng)作。
當(dāng)M2.1 得電時(shí)啟動(dòng)Q0.4 滑臺(tái)快進(jìn)的同時(shí)，計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)，是以不同方式進(jìn)行計(jì)數(shù)。
當(dāng)M2.2 得電時(shí)啟動(dòng)Q0.2，Q0.4 Q0.5 Q0.6 復(fù)位，報(bào)警燈亮，滑臺(tái)停止動(dòng)作。
當(dāng)M2.3 得電時(shí)啟動(dòng)Q0.5 滑臺(tái)快退，當(dāng)I0.7每接通一次發(fā)出一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，并將結(jié)果放入MW8 中，I0.7 為復(fù)位位。
將MW8 中的數(shù)據(jù)與1進(jìn)行比較，若等于1，則M0.5動(dòng)作，將MW12 中的數(shù)據(jù)與MW10中的數(shù)據(jù)比較，若MW12>MW10，則M5.1 動(dòng)作，主要是進(jìn)行逐次比較看是否在合理的范圍之內(nèi)工作。
以上程序是鏜刀防撞的關(guān)鍵步驟，用比較計(jì)數(shù)所用時(shí)間和上一次的時(shí)間作比較，每一次都要循環(huán)作比較，一環(huán)扣一環(huán)的比較時(shí)間，規(guī)定在合理的范圍內(nèi)認(rèn)為是不會(huì)碰撞的，如果超過(guò)這個(gè)時(shí)間范圍，則要報(bào)警，說(shuō)明要碰撞了。
3鏜孔機(jī)硬件接口
鏜孔機(jī)硬件接口原理圖。
1)啟動(dòng)：按下SB1 按鈕，液壓泵電機(jī)起動(dòng)，液壓泵輸出壓力油。
2)快進(jìn)：按下SB3 按鈕，刀頭快進(jìn)，終點(diǎn)開關(guān)LQ3限位。
3)工進(jìn)：按下行程開關(guān)LQ2，刀頭轉(zhuǎn)為工進(jìn)方式。
4)快退：工進(jìn)過(guò)程中運(yùn)動(dòng)部件會(huì)壓下終點(diǎn)行程開關(guān)LQ3，刀頭轉(zhuǎn)為快退運(yùn)動(dòng)，原點(diǎn)開關(guān)LQ1 起到限位作用。
4結(jié)語(yǔ)
液壓鏜孔機(jī)滑臺(tái)的快進(jìn)、工進(jìn)、工退、快退通過(guò)與1YVA、1YVB、2YV 電磁閥配合進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制液壓滑臺(tái)。行程開關(guān)LQ1、LQ2、LQ3是用來(lái)給滑臺(tái)發(fā)出轉(zhuǎn)快進(jìn)、轉(zhuǎn)工進(jìn)、轉(zhuǎn)工退、轉(zhuǎn)快退信號(hào)的。液壓鏜孔機(jī)在不同的環(huán)境下都要能正常的運(yùn)行，而且有遇到故障時(shí)能緊急停車的功能，這是本次設(shè)計(jì)的目的。
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