數控螺紋磨床電氣係統設計與研究（jiū）
2020-9-24 來源： 上海機床廠有限公司 作者：黃嵩原
摘要:本（běn）文對數控螺紋磨床電（diàn）氣係統的設計進行（háng）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（de）應用價值和意義。
關鍵詞: 螺紋磨床；電氣係統；數控；設計與研究（jiū）
0 引言
本文設計（jì）的數控螺紋磨床電（diàn）氣係（xì）統（tǒng）,可以很（hěn）好的要求數控螺紋的磨床工作,通過內嵌的（de）設計程序,自（zì）定義設計控製輔助電（diàn）機（jī）。在設計電氣係統的時候,需要考慮低（dī）壓電氣的選型（xíng）,這樣才能夠從電磁兼容的角（jiǎo）度來對數控螺（luó）紋磨床的電氣係統進（jìn）行設（shè）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（fèn）析[1]。
1、 電氣係統控製要求
在具體的設計（jì）過程中,需要結合數控螺紋磨床的（de）工作時（shí）序,這樣才能夠設（shè）計出相應的電氣係統。電氣係統需要（yào）結合電源的開關,液（yè）壓泵的啟動（dòng）和暫停,從而讓工作台進（jìn）行轉速的配合和啟動,控製砂輪架（jià）的（de）攻擊,這樣能夠更好讓鏟磨電機能夠更好的啟動和暫停。數控（kòng）係統可以消除母絲杆的反向間隙,補償螺距,通過（guò）恒溫油箱,磨（mó）削的冷卻等,對繼電氣進行更（gèng）好的實現和控製,從而讓導（dǎo）軌能夠（gòu）得到潤滑,尾（wěi）架（jià）能（néng）夠更好的隱退。這些都（dōu）需要通過電磁閥來（lái）控製液壓係統來進行實現,自動控製機床的鎖定。數（shù）控螺紋的磨（mó）床可以輔助控製電機的啟動,按鍵可以自鎖（suǒ）,床身上需要設計導軌自潤滑的按鈕,確保電氣（qì）螺紋磨（mó）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,是不允許停止進行整（zhěng）修的,砂輪和整修輪（lún）都不會停止,因此自定義（yì）按鍵在這種模式下是起不到作用的,隱退按鍵也不會對床身上的導軌的自潤滑和尾（wěi）架產生作用。其次,如（rú）果油壓是正常的,這時機床才能夠正常的工作,因此需要在液壓係（xì）統中涉及一個壓力的開關,隻有油壓（yā）達到一定要求之後,這個開關才會連通,螺紋磨床才能夠工作。如果液壓係統出現漏油等情況,那麽壓力開關就會自動（dòng）的斷開,停止整個係（xì）統的工（gōng）作。第三,為（wéi）了電氣係統能夠（gòu）更好的在一個恒定的溫度下進行工作,需要數控係統能夠開啟電氣（qì）櫃的空調移機恒溫（wēn）的油箱。第四,為了能夠讓磨削前夾緊砂輪的架圓筒,需要不停的在（zài）磨削之中轉動,這樣才能夠確認信號,並且開啟正常（cháng）的工作。第五,工作台（tái）的左右移動會（huì）影響（xiǎng）對刀的（de）效果,因此主軸（zhóu）必須要禁止運動,這（zhè）樣電子（zǐ）的（de）手輪才可以發揮作用（yòng）。數控軸的運（yùn）動如果可以達到極限位置,就可以接收到極限信（xìn）號（hào）,這時數控台（tái）就會停止動作,進行警報。如果輔助電機出現故障,油箱的液體過低的時（shí）候,也會出現警報,排（pái）除故障之後,警報就可以解除[3]。
2 、電（diàn）氣係統程序設計
在設計電（diàn）氣係統的程序的過程中,需要利用數控技術來對起床（chuáng）進行開發,在機上安裝硬件的組態,並（bìng）且進行軟件的變成。結合數控係統開發庫的文件,將程序的設計複製到用戶的（de）程序中,這樣才能夠在此程序上進行設（shè）計。
首先需要（yào）對軟件結構進行設計,根據軟件（jiàn）設計的框架,結合數控係（xì）統的內容（róng）,設計出螺（luó）紋磨床所需（xū）要（yào）的功能板塊。數控螺紋磨床（chuáng）磨削需要分為磨削以及（jí）修正兩個部分,因（yīn）此這兩個部分需要有不同的通道接口和數據模塊,分（fèn）配不同的軸接口的信號。其次,一係列（liè）的主程序需要經過重複和掃描來寫在程序或（huò）者程序塊裏麵,需要設（shè）計其螺紋（wén）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（sān）,子程序的設計,在（zài）初始化（huà）程序的（de）基（jī）礎上,對係統進行（háng）執（zhí）行,對機床進行賦（fù）值,對地址進行重新分配,執行初始化的功能。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（kāi）關,根據具體的（de）信號,檢測相應的距離。伺服軸的運動需要達到硬限開關,隻（zhī）要（yào）接近開關,就會發出信號。檢測到信號之後,就可以停止數控係（xì）統的控製,並且發出警報。通過手動複位之（zhī）後,就可以接受到軸。
數控係統可以將警報信息進行綜合,對應到相應的警報接口和地址,這樣（yàng）就可以顯示出相應的警報。在設（shè）計（jì）的數控磨床中（zhōng）,如果輔助的電機（jī）長時間出現電流或者漏電的（de）情況,就會出動漏電保護裝（zhuāng）置,讓數控軸的運作出發設定值,從而（ér）發出警（jǐng）報（bào）。例如,砂輪電機如果出現負載過大（dà）,就會出現電路漏電的情況,需要啟動漏電保護裝置,將輔助觸點位置設為信號位置,使其成為數控係統的報警（jǐng）信號,抄送（sòng）砂輪電機載的信號。如果出現報（bào）警,驅動器的電源模（mó）塊就會向電（diàn）網（wǎng）進行反饋,按（àn）照驅動器的控製時序來進（jìn）行上電和斷電的控製在,這樣就可以控製驅動器的（de）硬件故障（zhàng）。
驅動器的（de）電源上有（yǒu）三個控製（zhì）信號端,可以控製接觸器的接通,讓（ràng）直流母線可（kě）以通過充電段,控製接觸器的接通,讓控製器可以工作。在實（shí）際工作中,端子應（yīng）該（gāi）一直處於（yú）接通的狀態,為了避（bì）免高壓觸（chù）點,可以在設計程序的時候,讓端子之間相對（duì）應的進行數字量的輸出。軸控製可以和軸測量有效的結合在一起,讓（ràng）數控係統的軸接口信號能夠和地址一一對應。
3 、數控螺（luó）紋磨床（chuáng）磨削過程（chéng）
數控螺紋磨（mó）床輔助機包含很多個部分,需要對其進行手動的控製,也可以借助輔助電機進行數控（kòng）程序（xù）的（de）控（kòng）製。本係統提供的麵板上的按鈕,不僅可（kě）以（yǐ）手動對（duì）輔助電機進（jìn）行控製,也可以采用程序設計來控製電機的開啟或者停止。輔助電機的控（kòng）製（zhì）是獨立的,但是（shì）各部（bù）分的功能之間有一定的時序關係。冷卻泵在啟動的（de）過程中,需要磁性分離器將冷卻泵（bèng）進行停止,才能夠停止磁性分離器。采用手動的方（fāng）式控製砂輪的電機的過程,可以在數控程序（xù）中進行調用,砂輪的電機（jī）開始啟（qǐ）動的過程中,會出現數控的程序。砂輪的電機在進行螺紋磨床程序的設（shè）計時,需（xū）要將主軸的轉速調整到合適的位置,之後設置砂輪的進（jìn）退的速度。砂輪的（de）橫向移動的量需要結合整體的速度進行修訂,設置最大的（de）直徑和最（zuì）小直徑的範圍。數控螺紋磨床的磨削過程需要從原始的點開始逐漸快速的到給到點,之後（hòu）再慢速的到螺紋槽裏麵。開始磨削的時候（hòu）,主軸會帶動絲杠進行旋轉,之後每旋（xuán）轉一周（zhōu）,就會（huì）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。在這一過程中,可以手動進入砂輪的自動（dòng）修整的程序,在修正之後,可以按照前麵的設定繼續磨削的過（guò）程,直到出現滿意的產品之後,就可以停止（zhǐ）程序,卸載工件。
砂輪的（de）控製可以采用仿真的分析方（fāng）法,建立起係統的模型。采用變頻器以及電（diàn）機的方式作出控製方案,在結合螺紋磨（mó）床的實際情況進行建模。如（rú）果是異步的電機,則可以將其看做是線性的關係,在（zài）一定範圍內設定電機的額定頻率,控製電機的轉速。在對（duì）控（kòng）製器進行調節之後,就可以得（dé）到額定頻率的值。為電機設定額定的轉速之後,就（jiù）可（kě）以通過控製器調節來控製速度,使其（qí）轉化（huà）成為頻率（lǜ）的（de）值。利用變頻（pín）器的模（mó）型來控製（zhì）變頻,根據信號發生器發（fā）出的信號,對電源壓（yā）進行控製,做（zuò）出仿真的（de）模型。電機的模型可以直接從工具箱中進行調用,也可（kě）以在設定了參（cān）數之後,利用異（yì）步電機的（de）模型,使其與實際的（de）電機相匹配。設置的值要合（hé）理,這樣才能夠讓單位轉換合適,從而在示（shì）波器中進（jìn）行顯示。
4 、結語
綜（zōng）上所述,本（běn）文對螺紋磨床電氣（qì）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（shè）計需求,分析了其原理圖的設計和製作,根據主控製（zhì）電路和程序的設計（jì）,對螺紋磨床數控電氣的（de）磨削過程進行編程。在程序設計的過程（chéng）中,需（xū）要針對砂（shā）輪的轉（zhuǎn）速提出（chū）相應的（de）方案,並且進行分析和驗證,同時進行程序的設計,最後有針（zhēn）對性的設計出電磁兼容的電路。
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