刃磨机研磨控制系统及控制方法

摘要

一种针对数控转塔冲床模具开发专用的刃磨机控制系统及控制方法，以提高刃磨效率和精度，并且避免工伤事故的发生。刃磨机数控系统包括刃磨机装置、主电路、控制回路、PLC控制系统、步进电机驱动器、基于触摸屏的监控系统、控制面板、运行状态与报警系统构成；其控制方式有手动、寸动、自动三种控制方式，通过手动/寸动/自动选择开关进行选择,当系统出现故障，需要维修与维护时，可以调至手动控制方式，通过手动操作盘来调整升降机构。在自动研磨之前，系统先调至寸动控制方式，通过上升与下降按钮可以快速调节升降机构，使得砂轮快速接近工件，当砂轮与工件接近时，系统调至自动控制方式。

主权项

一种刃磨机数控系统，其特征是：包括刃磨机装置、主电路、控制回路、PLC控制系统、步进电机驱动器、基于触摸屏的监控系统、控制面板、运行状态与报警系统构成；刃磨机装置由柜体，设置在柜体内的带有液位指示器的水箱、与水箱连接的水泵、水泵驱动电机即3#电机、工作台驱动电动机即1#电动机，设置在柜体上的工作台，升降机构、安装在升降机构上的输出轴与砂轮连接的主电机即2#电动机、悬置在工作台上方的由主电机驱动的砂轮、罩在砂轮和工作台部位的保护罩、带有触摸屏的用来驱动各驱动电机的控制面板、设置在柜体上的照明装置构成；所述1#电动机与工作台同轴连接，驱动工作台旋转，2#电动机与砂轮同轴连接，驱动砂轮旋转，1#电动机与升降机构连接，其中升降机构包括变速装置、步进电动机及手动操作柄，升降机构通过PLC控制控制步进电机实现自动控制或通过手动操作柄实现手动操作，液位指示器与水箱连通，用于指示水箱液位，3#电动机与水泵同轴连接，水泵的入口通过管道与水箱连接，水泵的出口通过管道连接入保护罩内，实现砂轮与工件的冷却降温；控制面板实现刃磨机的研磨控制及状态指示；主电路由三相四线制供电，其中三根火线L1、L2、L3通过断路器QF1给工作台驱动电动机、主电机及水泵驱动电动机供电，具体为每条供电支路连接隔离开关QS1、QS2、QS3入线，隔离开关QS1、QS2、QS3的出线连接熔断器FU1、FU2和FU3的入线，熔断器FU1、FU2和FU3的出线连接交流接触器KM1、KM2和KM3的入线，交流接触器KM1、KM2和KM3的出线连接三相异步电动机即主电机、工作台驱动电动机和水泵驱动电机，其中一根火线L1与零线N将给控制回路即线号1、0供电；所述控制回路首先经过电源有电指示灯，再连接断路器QF2的入线，断路器QF2的出线连接控制总开的入线，控制总开的出线连接急停按钮入线，急停按钮出线经过节点2、3分成三路，一路连接开关电源的入线，一路连接PLC与步进电机驱动器的电源入线，另一路分别与6条支路并联连接，从上至下依次是：第1条支路火线连接控制有电指示灯的入线，控制有电指示灯的出线连接零线上；第2条支路火线连接继电器KA1的入线，继电器KA1的出线分别连接交流接触器KM1与主电机运行指示灯的入线，交流接触器KM1与主电机运行指示灯的出线连接零线上；第3条支路火线连接继电器KA2的入线，继电器KA2的出线分别连接交流接触器KM2与工作台电机运行指示灯的入线，交流接触器KM2与工作台电机运行指示灯的出线连接零线上；第4条支路火线连接继电器KA3的入线，继电器KA3的出线分别连接交流接触器KM3与主电机运行指示灯的入线，交流接触器KM3与冷却水泵运行指示灯的出线连接零线上；第5条支路火线连接继电器KA4的入线，继电器KA4的出线连接停止报警警铃的入线，停止报警警铃的出线连接零线上；第6条支路火线连接灯开关的入线，灯开关的出线连接照明灯的入线，照明灯的出线连接零线上；火线通过2号节点连接PLC的火线L端子，零线通过3号节点连接PLC的零线N端子，0号输入端子X0连接砂轮接触开关K1的入线，砂轮接触开关K1的出线连接公共端COM，1号输入端子X1连接备用开关K2的入线，备用开关K2的出线连接公共端COM，2号输入端子X2连接主电机启动按钮SB1的入线，主电机启动按钮SB1的出线连接公共端COM，3号输入端子X3连接工作台启动按钮SB2的入线，工作台启动按钮SB2的出线连接公共端COM，4号输入端子X4连接冷却泵启动按钮SB3的入线，冷却泵启动按钮SB3的出线连接公共端COM，5号输入端子X5连接下降按钮SB4的入线，下降按钮SB4的出线连接公共端COM，6号输入端子X6连接上升按钮SB5的入线，上升按钮SB5的出线连接公共端COM，7号输入端子X7连接自动启动按钮SB6的入线，自动启动按钮SB6的出线连接公共端COM，10号输入端子X10端子连接限位开关K3的入线，限位开关K3的出线连接公共端COM，11号输入端子X11连接选择开关的1号位置，12号输入端子X12连接选择开关的3号位置，选择开关的公共端连接PLC的公共端COM，13号输入端子X13连接保护罩端盖的接触开关K4的入线，接触开关K4的出线连接公共端COM；公共端子COM0、COM1、COM2 、COM3与COM4连接开关电源地线6，0号输出端子Y0连接步进驱动器的步进脉冲信号负端CP‑端子，1号输出端子Y1连接步进驱动器的方向电平信号负端DIR‑端子，2号输出端子Y2连接步进驱动器的使能电平信号负端EN‑端子，3号输出端子Y3连接自动运行状态指示灯的入线，自动运行状态指示灯的出线连接开关电源的24V端子上，4号输出端子Y4连接继电器KA1线圈的入线，继电器KA1线圈的出线连接开关电源的24V端子上，5号输出端子Y5连接继电器KA2线圈的入线，继电器KA2线圈的出线连接开关电源的24V端子上，6号输出端子Y6连接继电器KA3线圈的入线，继电器KA3线圈的出线连接开关电源的24V端子上，7号输出端子Y7连接继电器KA4线圈的入线，继电器KA4线圈的出线连接开关电源的24V端子上；步进驱动器的步进脉冲信号正端CP+端子、方向电平信号正端DIR+端子与使能电平信号正端EN+端子连接开关电源的5V端子5上，步进驱动器电机接口U、V、W端子连接步进电机，步进驱动器电源接口Vin连接220V交流电源；控制面板，最上层为触摸屏，用于系统设置及状态监视；第二层为状态显示区，用来显示电源有电、控制有电、停止报警、主电机运行、工作台运行与水泵运行的6种状态；最下层为控制区，各种开关与按钮包括手动/寸动/自动选择开关、自动启按钮、急停按钮、上升按钮、下降按钮、照明开关、工作台启动按钮、主电机启动按钮、水泵启动按钮与总开关。