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机床PLC在单开关限位上的应用与分析

2013/11/8    来源:万方数据    作者:董韬  金朝鲜      
关键字:数控  机床  PLC  
本文针对一台VMCl000数控加工中心的电气系统更换过程中出现的硬限位问题,采用PLC控制给予了解决,对机床单、双开关硬限位的原理、设计思路和处理方法进行了详细的分析和叙述,并且体现了PLC在机床控制中的通用性、可靠性和灵活性。

  为了保证数控机床的运行安全,机床的每个直线轴都配有限位。数控机床的限位可分为硬限位与软限位两种,硬限位是伺服轴运动超程的最后一道防护,越过硬限位后的很短距离就到达机械硬限位。由于伺服系统功率很大,一旦撞上机械硬限位,就有可能造成机件的损坏,这是不允许的。而硬限位又有两种方式:双开关硬限位和单开关硬限位。本文主要针对VMCl000数控加工中心更换电气系统的项目,采用PLC技术对硬限位问题给予了解决,并对这两种限位方式做了详细的分析与叙述。

1 设计思路

  项目机床为早期生产的VMCl000数控加工中心,原系统为AB公司早期系统,而此次项目方案中使用的是KND公司生产的1000M11型开放式数控系统。由于原机床采用的限位方式为单开关限位形式,即限位是由限位开关信号加方向信号组合判断的。而在KND公司提供的1000MII型系统的PLC中处理限位的方式为常用的双开关限位,即正负限位各用一个开关,不需要方向信号的参与。故在此提出两种解决方案。

  1.1 方案一

  原理图如图1所示,将原来的单开关限位方式更换为双开关限位,加装三联限位(包括回零)开关、限位块和滑槽等。

方案

  1.2 方案二

  原理图如图2所示,不更改原限位开关,将新系统的PLC梯形图进行修改。

  1.3 方案选择

  经过分析,由于原机床的限位开关完好,且x向处于防护罩和工作台之间,y向位于工作台底部,z向位于z向导轨内侧,所在位置都为狭窄空腔。如果在该位置进行改造需要对工作台进行拆装,施工不易且代价高,还会延长项目工期,其它地方经过分析论证也不宜安装。最后决定采用第二方案,且第二种方案不增加机械安装量,只对电气部分的软件PLC梯形图进行更改。因此必须对该系统电气部分的软件处理方式进行分析。从而保证改造后与改造前性能一致。

2 双开关限位电路与梯形图功能分析

  由于此变更电气系统项目所用的新系统为KND公司生产的1000MII型开放式数控系统,根据上述方案的选择知需对此数控系统进行相应的修改才能适应此项目的限位设计,故有必要在这先介绍修改前新系统限位工作的原理,包括其外部电路图与梯形图原理。

  2.1 外部接线原理图

  KND公司生产的1000MII型开放式数控系统双开关限位外部接线原理图如图3所示,+24V经过熔断器分别与限位开关相连,然后与数控系统DI相连接。将机床的限位信号送入数控系统。每个轴的限位信号有两路,一路为正限位信号,一路为负限位信号。

 1000MII型数控系统双开关限位外部接线原理图
图3 1000MII型数控系统双开关限位外部接线原理图

责任编辑:陈浩
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