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1、概述
電熔磨削復(fù)合機床是專門用于加工有色金屬，以及其它超粘、超硬、超脆、熱敏感高等特殊材質(zhì)材料，解決了一些采用傳統(tǒng)的車、銑、刨等加工方法不能滿足加工要求的問題，是一種新型復(fù)合多用途磨削機床。
由于機床在電熔放電加工時，電流可達(dá)幾百甚至幾千個安培，產(chǎn)生的強烈電磁輻射嚴(yán)重干擾著控制系統(tǒng)。為此，采用了抗干擾能力強的HOLLiAS-LEC G3系列PLC做為機床的控制核心，保證電熔磨削復(fù)合機床能正常工作并達(dá)到有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)。
本文介紹和利時公司小型一體化PLC HOLLiAS-LEC G3系列產(chǎn)品用于電熔磨削復(fù)合機床的應(yīng)用實例。
2、系統(tǒng)組成
系統(tǒng)由1塊24點的高性能CPU處理器LM3106(14點開關(guān)量輸入和10點晶體管輸出)、1塊2通道的模擬量輸出模塊LM3320、1塊8點開關(guān)量輸入模塊LM3210，實現(xiàn)對電熔磨削復(fù)合機床的控制。
主控單元PLC配置圖如下：
和利時公司小型一體化PLC HOLLiAS-LEC G3系列產(chǎn)品
LM3106＋LM3320＋LM3210
3、系統(tǒng)控制原理
機床運動控制系統(tǒng)由四大部組成：機床主軸運動控制、砂輪主軸運動控制、頭架主軸運動控制、工作臺運動控制。
1、 機床主軸運動控制
機床主軸是由一臺5.5KW的電機驅(qū)動，轉(zhuǎn)速的變化由5.5KW變頻器調(diào)節(jié)，變頻器的控制信號來源于模擬量輸出模塊LM3320的第一通道。由于在電熔放電加工過程中，主軸放電盤與工件頭架是處于非接觸狀態(tài)，且兩者間需保持一定的相對運動（線）速度才能保證正常加工，因此，主軸轉(zhuǎn)速隨工件頭架轉(zhuǎn)速的變化由PLC系統(tǒng)作相應(yīng)調(diào)整。PLC是根據(jù)旋轉(zhuǎn)編碼器測量反饋的當(dāng)前工件頭架速度信號適時調(diào)整變頻器的輸出驅(qū)動頻率值，從面保證機床主軸變頻電機能以要求的速度平穩(wěn)運行。
控制原理如圖：
2、 砂輪主軸運動控制
砂輪主軸只須獲得恒定轉(zhuǎn)速，控制7.5KW交流異步電動機。
3、 頭架主軸運動控制
為保證加工精度，Φ32∽Φ320mm的工件需以恒定的線速度轉(zhuǎn)動，因此頭架主軸的轉(zhuǎn)速是根據(jù)被加工工件的直徑由PLC系統(tǒng)自動控制，由編碼器自動調(diào)整。控制信號是模擬量輸出模塊LM3320的第二通道控制頭架電機的驅(qū)動變頻器調(diào)節(jié)頭架電機轉(zhuǎn)速。
控制原理如圖：
4、 工作臺運動控制
工作臺的縱向運動控制（Y軸）系統(tǒng)要求快移速度Vmax=4M/min，由和利時電機公司的直流伺服電動機驅(qū)動。選用1024線脈沖編碼器，配5倍速倍頻器。
5、 系統(tǒng)實現(xiàn)及調(diào)試過程
機床系統(tǒng)操作界面采用觸摸屏直接與LM3106的RS232通訊口相接，用于對加工工件的參數(shù)設(shè)定、控制操作以及顯示機床的運行狀態(tài)。
部分程序梯形圖如下：
在系統(tǒng)調(diào)試方面：
由于該系統(tǒng)是運行在安全系數(shù)特別高的工作現(xiàn)場，必須經(jīng)過嚴(yán)格測試、嚴(yán)密調(diào)試。應(yīng)用和利時G3系列小型一體化PLC的編程軟件PowerPro特有的仿真調(diào)試功能（如圖），將程序系統(tǒng)調(diào)試，保證了到設(shè)備應(yīng)用的可靠性，確保了安全生產(chǎn)的穩(wěn)定可靠。
5、結(jié)束語
經(jīng)過一段時間的調(diào)試和試運行，由HOLLiAS-LEC G3系列小型一體化PLC組成的控制系統(tǒng)已成功應(yīng)用于該機床。實踐證明，該設(shè)備功能完善、性能穩(wěn)定、質(zhì)量可靠，具有很好的性價比。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號