數控（kòng）螺紋磨床電氣係統設（shè）計與研（yán）究
2020-9-24 來源： 上海機床廠有限公司 作者：黃嵩原
摘要:本文對數控螺紋（wén）磨床電氣係統的設計進行了研究,提出（chū）了智能磨削的電氣係統平台,其在具體的工程實踐中具（jù）有重要的應用價值和意義。
關（guān）鍵詞: 螺紋磨床；電氣係統；數控（kòng）；設計與研究
0 引言
本文設（shè）計的數控螺紋磨床電（diàn）氣係（xì）統,可以很好的要求數控螺紋的磨床工作,通過內嵌的設計程（chéng）序,自定義設計控（kòng）製輔助電機。在設計電氣係統的時候,需要考慮低壓電氣（qì）的（de）選型,這樣才能夠從電磁（cí）兼容（róng）的角度來對數（shù）控螺紋磨床（chuáng）的電氣係統進行設計和分析,這樣才能夠更好的對其進行控製,進行仿真方案的分析（xī）[1]。
1、 電氣係統控製要求
在具體的設計過程中,需要結（jié）合數控（kòng）螺紋磨床（chuáng）的工作時序,這樣才能夠設計出相應的電氣係統。電氣（qì）係統需要結合電源的開關（guān）,液壓泵的啟（qǐ）動和暫停,從而讓工作台進行轉速的配合和啟動（dòng）,控製砂輪架的攻擊,這樣能夠更好讓鏟磨（mó）電機能（néng）夠更好的啟（qǐ）動和暫停。數控係統可以消除母絲杆（gǎn）的反向間隙,補償螺距,通過恒溫油箱,磨削的冷卻等（děng）,對繼（jì）電（diàn）氣（qì）進行更好的實現和控製,從而（ér）讓導軌能夠得到潤滑,尾架能夠更好的隱退。這（zhè）些都需要通過電（diàn）磁閥來控製液壓係統來進行實現,自動控製機床的鎖定。數控螺紋的磨床（chuáng）可以輔助控製電（diàn）機的（de）啟動,按鍵可以自鎖,床身上需要設計導軌自潤滑的按鈕,確保電氣螺紋磨床的（de）正確動作和順序,避免出現安全事故[2]。
首先,在工作模式下,砂輪在磨削的過程中,是（shì）不允許停止進行整修的,砂輪和整（zhěng）修輪（lún）都不會停止,因此自定義按（àn）鍵（jiàn）在這種模式下是起不到作（zuò）用的,隱退按（àn）鍵也不會對床身上的導軌的自潤（rùn）滑和尾架產生作用。其次,如果油壓是正常的,這時機床才能夠正（zhèng）常的工作（zuò）,因此需（xū）要在液壓係統中涉及一個壓力的開關,隻有油壓達到一定要求之後,這個開關才會連通（tōng）,螺紋（wén）磨床才能夠工（gōng）作。如果液壓係統出現漏油等情況,那麽壓力開（kāi）關就會自動的斷開,停止整個係統的工作。第三,為了電氣係統能夠更（gèng）好的在一個恒定的溫（wēn）度下（xià）進行工作,需要數控係統能夠（gòu）開啟電氣櫃的空調移機恒溫的油（yóu）箱。第（dì）四,為了能夠讓磨削前夾緊砂輪的架圓筒,需要不停（tíng）的在磨削之中轉動,這樣才（cái）能夠確認信號,並且開（kāi）啟（qǐ）正（zhèng）常的工（gōng）作。第五（wǔ）,工作台的左右移動會影響對刀的效果,因此主軸必須要禁止運動,這樣電子的手輪才可以發揮作用。數控（kòng）軸的運動如果可以（yǐ）達到極限位置（zhì）,就可以接收到極限信號,這時（shí）數控台就會停（tíng）止動作,進行警報。如果輔助電機出現故障（zhàng）,油箱的液體過低的時候,也會出現警報,排除故障之後,警報就可以解除[3]。
2 、電氣係統程序設計
在設計電氣係統的程序的過程中,需（xū）要利（lì）用數控（kòng）技術來對起床（chuáng）進行開發,在機上安裝硬件的組態,並且（qiě）進行軟件的變成。結合數控係統（tǒng）開發庫的（de）文（wén）件,將程序的設計複製到用戶的程序（xù）中,這樣才能夠在此程序上進行設計。
首先需要對軟件結構進行設（shè）計,根據軟（ruǎn）件設計的框（kuàng）架（jià）,結合數控係統的內容,設計出螺（luó）紋磨床所需要的功能板塊。數控（kòng）螺紋磨床磨削需要（yào）分為磨削以（yǐ）及修正兩個部分,因此這兩個部分需要（yào）有不同的通道接口和數據模塊,分（fèn）配（pèi）不同的軸接口的信號。其（qí）次,一係列的主程序需要經過重複和掃描來寫在程序或者程序塊裏麵,需要設計其（qí）螺紋磨床的程序,使其能夠遵循基本的程序,對通訊信號進行分配。第三,子程序的設計,在初始化程序的基礎（chǔ）上,對係統進（jìn）行執行,對機床進行賦值,對地址進（jìn）行重新分配（pèi）,執（zhí）行（háng）初始化的功能。螺紋磨床的主程序員需要配置在相應的接口上,選用接近的（de）開關,根據具體的信號（hào）,檢測相應的距離。伺服軸的運動需要達到硬限開關,隻要接近開關,就會發出信號。檢測到信號之後,就可以（yǐ）停止數控係統的控製,並且發出警報。通過手動複（fù）位之後,就可以接受（shòu）到軸。
數控係統可以將警報信息（xī）進行綜合,對應到相應的警報接口和地址,這樣就可以顯示出相應的警報（bào）。在設計的數控磨床中,如果輔助的電機長時間出現電流或者漏電的情況,就會出動（dòng）漏電保護裝置,讓數控軸的運作出發設（shè）定值,從而發出警報。例如,砂輪電機如果出現負（fù）載過大（dà）,就會出現電路漏電的（de）情況,需要啟動漏電保護裝置,將輔（fǔ）助觸點位置設（shè）為信號位置,使其成為數控係統的報警信號,抄送砂輪電機載（zǎi）的信號。如果出現報警,驅動器的電源（yuán）模塊就會向（xiàng）電網進行（háng）反（fǎn）饋,按照驅動（dòng）器的控製時（shí）序來進行上電和斷電的控製在,這樣就可以控（kòng）製驅動器的硬件故（gù）障。
驅動器的（de）電源上有三個控製信號端,可以（yǐ）控製接觸器的接通,讓直流母線可以通過充電段（duàn）,控製接觸器的接通（tōng）,讓控製器可以工作。在實際工作中（zhōng）,端子（zǐ）應該一直（zhí）處於接通的狀態,為了避免高壓觸點,可以在設計程序的時候,讓端子之間相（xiàng）對應的進行數（shù）字量的（de）輸出。軸控製可以和軸測量（liàng）有效的結合在一起,讓數控係（xì）統的（de）軸接口信號能夠和地址（zhǐ）一一對應。
3 、數控螺紋（wén）磨床磨削過程
數控（kòng）螺紋磨床輔助機包含很多個部分,需（xū）要對其進行手動的控製,也可以借助輔助電機進行數控程序的控製。本係統提供的麵板上的（de）按鈕,不僅（jǐn）可以手動對輔助電機進行（háng）控製,也可以采用（yòng）程序設計來控製電機的開啟或（huò）者停止。輔助（zhù）電機的控製是獨立的,但是各部分的功能之間有一定的時序關係。冷卻泵在啟動的過程中,需要磁性分離器將冷（lěng）卻泵進行停止,才（cái）能夠停止磁性分離器。采用手動的方式控（kòng）製砂輪的電機的過程,可以在數控程序中進行調用,砂輪的（de）電機開始啟（qǐ）動的過程中,會出現數控的程（chéng）序。砂輪的電機在進行螺紋磨床程序的設計時,需要將主（zhǔ）軸的轉速調整到合適的位置,之後設置砂輪的（de）進退的（de）速度（dù）。砂輪的（de）橫向（xiàng）移動的量需要結合整體的速度進行修訂,設置最大的直徑和（hé）最小直徑的範圍。數控螺紋磨床的磨削（xuē）過程需要從原始的點開始逐漸快速的（de）到給到點,之後再慢速的到螺紋槽裏麵。開（kāi）始磨削的時（shí）候,主軸會帶動絲杠進行旋轉,之後每旋轉（zhuǎn）一周,就會給出一個導程。這一過程中結束之後,砂輪架會回到整修的遠點。在這一過（guò）程中,可以手動進入砂輪的自動修整的程序,在修正（zhèng）之後,可以按（àn）照前麵的設定繼（jì）續磨削的（de）過程,直（zhí）到出現（xiàn）滿意的產品之後,就可以停止程序,卸載工件。
砂輪的控製可以（yǐ）采用仿真的分析方法,建立起係統（tǒng）的模型。采用變頻器（qì）以（yǐ）及電機的方式作出控製方案,在結合螺紋磨床的實際情況進行建模。如果是異步的電機,則（zé）可以將其看做（zuò）是線性的關係,在一定範圍內設定（dìng）電機的額定頻率,控製電機的轉速。在對控製器進行調節之後,就可以得到額定頻率的（de）值。為電機設定額（é）定的轉速之後,就可以（yǐ）通（tōng）過控製器調節來控製速度,使（shǐ）其轉化（huà）成為頻率的值。利用變頻器的模型來控製變頻,根據信號發生器發（fā）出的信號,對電源壓進行控製,做出仿真的模型。電機的模（mó）型可以直接從工具箱中進行調（diào）用,也（yě）可以在設定了參數之後,利用異步電機的模型,使（shǐ）其與實際的電機相匹配。設置的（de）值要合理,這樣才能夠讓單位轉換合適,從而在示波器中進行顯（xiǎn）示。
4 、結語
綜上所述,本文對螺紋磨床電氣控製係統的設計進行了研究,分析了螺紋磨床電氣控製係統的設計需（xū）求,分析了其原理（lǐ）圖的設計和製作,根據主控製電路和程序的設計,對螺紋磨床數控電氣（qì）的磨削過（guò）程進行編程。在程序設計的過程（chéng）中,需要針對砂輪的轉速提出相應的方案,並且進行（háng）分析和驗證,同（tóng）時進行程序的設計,最後有（yǒu）針對（duì）性的設計出電磁兼容的電路。
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