2万安培大型电解加工机床PLC控制系统研制.pdfVIP

电化学加工 3 2万安培大型电解加工机床PLC控制系统的研制 陈远龙，陈辉，曹雪涛 (合肥工业大学特种加工研究所，安徽合肥230009) 摘要：介绍了2万安培大型三轴卧式数控电解加工机床的结构、特点以及控制要求。为了满足电解加工机床 的加工要求，采用了PLC与触摸屏相结合的先进控制系统，以及电解液温度自动控制系统和电解液液位自动控制 系统，设计了控制系统的总体结构图、温控系统结构图、液位控制系统结构图，并进行了关键硬件的选型、PLC 程序模块的设计和触摸屏界面的设计。 关键词：电解加工机床；控制系统：可编程控制器；触摸屏 电解加工机床是利用电化学阳极溶解原理加工工件的特种加工机床，其主要用于加工航空工业、航天 工业、汽车工业、兵器工业等领域里的一些难加工金属材料【11。本文设计的电解加工机床为2万安培三轴 卧式机床，其示意图如图l所示。其主要技术参数如下：x轴(横移工作台)工作行程：≥士300mm；Y 轴(纵移工作台)工作行程：烈300him；Z轴(滑枕头)工作行程：／500mlll；X／Y／Z轴快动速度：300 mm／min。 mm／min；X／Y／Z轴点动速度：10mm／min；阴极进给速度：0．1～10 1机床结构及控制要求 1．1机床结构 电解加工机床由床身、工作台、工作箱、滑枕头、进给系统、导电系统组成(图1)： (1)床身是机床的基础部件，采用卧式、整体铸造结构。 (2)工作台采用花岗岩材料制成，花岗岩刚性好、不会吸潮变形，绝缘强度高，易于达到高精度。 (3)工作箱是进行电解加工的场所，工作箱罩采用不锈钢板焊接式的结构。 (4)滑枕头由滑枕体、导轨、阴极安装板三部分组成。 (5)进给系统是交流伺服电机拖动、高精度滚珠丝杠传动的半闭环系统。 (6)导电系统由可控硅直流稳压密封水冷电源、水冷电缆、导电铜排等组成【2J。 1．尾座2．滑轮组3．纵移工作台4．横移工作台5．工作台6．阴极安装板7．导轨 8．导轨座9．滑枕10．滚珠丝杠11．伺服电机12．主轴箱13．床身 图1机床结构示意图 1．2控制要求 本机床要求采用基于PLC的控制系统，其控制要求如下： 4 第15届全国特种加工学术会议论文集(下) (1)能够控制加工参数并显示参数的实测值。 (2)具有手动加工、自动加工、定时加工等方式。 (3)具有过电流、掉速度、欠电压等保护功能。 (4)有紧急停止开关，出现故障时自动报警，并关闭电源、电解液泵和机床。 2硬件设计 2．1 硬件结构 2．1．1控制系统总体结构 J： 为实现机床的控制要求，设计了基于PLC的控制系统，其总体结构如图2所示【3 (1)参数控制：通过触摸屏与CJlM—CPU22连接，能实现对加工参数的控制。 置控制；通过位置控制单元、高速计数器单元与伺服驱动器连接，能实现对阴极的位置控制。 (3)开关量控制：通过开关量输入单元接受开关信号，开关量输出单元输出信号给执行继电器，能 实现对机床动作的控制。 (4)模拟量控制：通过模拟量输入单元与脉冲电源、温度传感器的连接，能实现对加工电压、加工 电流、电解液温度等模拟量的控制。 (5)上位机控制：通过上位机与串口通信单元的连接，能实现远程对加工现场的控制。 几溪朗 驱动器H MT8121T I．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．_J 黧髅∞ 竺竺：竺!!h；盂屙G1A 数字量信号