CN104526458B - 一种攻丝加工控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种攻丝加工控制方法及系统，其中方法具体包括以下步骤：步骤1：控制器上位机接收外部输入的攻丝位置的检测信号；步骤2：控制器上位机控制接触器通电，使变频器接通电源，变频器进入工作等待状态；步骤3：控制器上位机通过变频器控制攻丝进给；步骤4：控制器上位机通过变频器控制攻丝退回，完成攻丝过程。本发明利用加速时间设定实现攻丝启动的缓冲、利用减速时间的设定实现攻丝停止的缓冲，利用速度控制信号实现速度调整功能。从而达到避免冲击、速度可调、定位准确的控制目的；功能可靠、调整灵活、方便实用，保证了工件的加工质量、提高了机械的使用寿命和可靠性。

Description

一种攻丝加工控制方法及系统
技术领域
本发明涉及一种攻丝加工控制方法及系统，属于电气控制技术领域。
背景技术
目前，组合机床中的攻丝加工工序大多采用制动电机正反转对攻丝过程进行控制。攻丝的开始靠电机直接启动实现、攻丝停止靠机械电磁抱闸实现，没有缓冲延时，所以对电机和机械结构冲击很大。另外还需要对制动电机的抱闸松紧进行定期调整，增加了工作量而且调整起来有一定难度，当抱闸松的时候攻丝制动变慢，容易造成攻丝超程出现故障、机械结构损坏，不能保障攻丝质量；当抱闸太紧时，电机发热严重，影响电机和机械寿命。还有就是不能根据需要对电机的运行速度进行调整。
如图3所示，为现有技术中采用制动电机的攻丝控制方式系统组成图。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用加速时间设定实现攻丝启动的缓冲、利用减速时间的设定实现攻丝停止的缓冲，利用速度控制信号实现速度调整功能的可靠的攻丝加工控制方法及系统。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种攻丝加工控制方法，具体包括以下步骤：
步骤1：控制器上位机接收外部输入的攻丝位置的检测信号；
步骤2：控制器上位机控制接触器通电，使变频器接通电源，变频器进入工作等待状态；
步骤3：控制器上位机通过变频器控制攻丝进给；
步骤4：控制器上位机通过变频器控制攻丝退回，完成攻丝过程。
本发明的有益效果是：本发明利用加速时间设定实现攻丝启动的缓冲、利用减速时间的设定实现攻丝停止的缓冲，利用速度控制信号实现速度调整功能。从而达到避免冲击、速度可调、定位准确的控制目的；功能可靠、调整灵活、方便实用，保证了工件的加工质量、提高了机械的使用寿命和可靠性。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述攻丝位置的检测信号包括正向限位信号、反向限位信号、原位信号和到位信号。
进一步，所述步骤3具体包括以下步骤：
步骤3.1：控制器上位机输出端发出正向运行指令到变频器，控制变频器输出一定频率的三相交流电驱动三相交流电机进行正向旋转，实现攻丝进给；
步骤3.2：当攻丝进给达到到位信号对应的位置时，控制器上位机控制变频器停止输出，攻丝进给完成。
进一步，所述步骤4具体包括以下步骤：
步骤4.1：控制器上位机输出端发出反向运行指令到变频器，控制变频器输出一定频率的三相交流电驱动三相交流电机进行反向旋转，实现攻丝退回；
步骤4.2：当攻丝退回达到原位信号对应的位置时，控制器上位机控制变频器停止输出，攻丝退回完成，完成攻丝过程。
进一步，所述步骤3中攻丝进给过程中，如出现正向限位信号时，控制器上位机认定为出现故障，控制器上位机断开到变频器的控制信号，使变频器停止输出，交流电动机停止旋转，攻丝进给过程停止；
所述步骤4中攻丝退回过程中，如出现反向限位信号时，控制器上位机认定为出现故障，控制器上位机断开到变频器的控制信号，使变频器停止输出，交流电动机停止旋转，攻丝退回过程停止。
进一步，在步骤3和步骤4中，当变频器出现故障时，将向控制器上位机反馈报警信号，控制器上位机根据报警信号的轻重程度，控制变频器停止输出；或者通过接触器输出端断开使变频器断电；或者控制服务信号对变频器的故障进行复位操作。
进一步，所述步骤3和步骤4中控制器上位机还输出速度控制信号到变频器。
采用上述进一步方案的有益效果是，通过速度控制信号控制攻丝进给和攻丝退出的速度，使攻丝过程可控可调。
进一步，所述步骤3和步骤4中控制器上位机输出正向和反向运行指令是通过单个的信号输出端；控制器上位机输出速度控制信号是通过多个输出端。
采用上述进一步方案的有益效果是，采用多个输出端输出速度控制信号，通过这些输出端的接通点的不同组合控制变频器输出的三相交流电频率改变，驱动三相交流电机以不同速度旋转，使攻丝过程按照要求的转速进行。
进一步，步骤3和步骤4中变频器通过加减速时间的设定调整，控制攻丝启动时缓慢启动，避免冲击。
采用上述进一步方案的有益效果是，使攻丝启动时缓启动避免冲击，攻丝停止时稍有缓冲又不会滑动过长距离。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种攻丝加工控制系统，包括控制器上位机、变频器和三相异步电动机；
所述控制器上位机接收外部攻丝位置的检测信号，并输出正向或反向控制指令和速度控制信号到变频器，所述控制器上位机对故障进行处理；
所述变频器根据控制器上位机的控制，通过频率调整输出所需频率三相交流电来驱动三相异步电动机；
所述三相异步电动机根据变频器输出的频率的驱动进行旋转。
三相交流电频率不同电机转速就不同，实现电机调速。变频器加减速时间设定调整使电机实现启动和停止过程的缓冲控制。三相电机带动攻丝主轴进行攻丝加工。
附图说明
图1为本发明具体实施例1所述的一种攻丝加工控制方法流程图；
图2本发明具体实施例1所述的一种攻丝加工控制系统结构框图；
图3为现有技术中采用制动电机的攻丝控制方式系统组成图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、上位机，2、变频器，3、三相异步电动机。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，本发明具体实施例1所述的一种攻丝加工控制方法，具体包括以下步骤：
步骤1：控制器上位机接收外部输入的攻丝位置的检测信号；所述攻丝位置的检测信号包括正向限位信号、反向限位信号、原位信号和到位信号；
步骤2：控制器上位机控制接触器通电，使变频器接通电源，变频器进入工作等待状态；
步骤3：控制器上位机输出端发出正向运行指令到变频器，控制变频器输出一定频率的三相交流电驱动三相交流电机进行正向旋转，实现攻丝进给；
步骤4：当攻丝进给达到到位信号对应的位置时，控制器上位机控制变频器停止输出，攻丝进给完成；
步骤5：控制器上位机输出端发出反向运行指令到变频器，控制变频器输出一定频率的三相交流电驱动三相交流电机进行反向旋转，实现攻丝退回；
步骤6：当攻丝退回达到原位信号对应的位置时，控制器上位机控制变频器停止输出，攻丝退回完成，完成攻丝过程。
所述步骤3中攻丝进给过程中，如出现正向限位信号时，控制器上位机认定为出现故障，控制器上位机断开到变频器的控制信号，使变频器停止输出，交流电动机停止旋转，攻丝进给过程停止；
所述步骤5中攻丝退回过程中，如出现反向限位信号时，控制器上位机认定为出现故障，控制器上位机断开到变频器的控制信号，使变频器停止输出，交流电动机停止旋转，攻丝退回过程停止。
在步骤3和步骤5中，当变频器出现故障时，将向控制器上位机反馈报警信号，控制器上位机根据报警信号的轻重程度，控制变频器停止输出；或者通过接触器输出端断开使变频器断电；或者控制服务信号对变频器的故障进行复位操作。
所述步骤3和步骤5中控制器上位机还输出速度控制信号到变频器。
所述步骤3和步骤5中控制器上位机输出正向和反向运行指令是通过单个的信号输出端；控制器上位机输出速度控制信号是通过多个输出端。
步骤3和步骤5中变频器通过加减速时间的设定调整，控制攻丝启动时缓慢启动，避免冲击。
如图2所示，为本发明具体实施例所述的一种攻丝加工控制系统，包括控制器上位机1、变频器2和三相异步电动机3；
所述控制器上位机1接收外部攻丝位置的检测信号，并输出正向或反向控制指令和速度控制信号到变频器2，所述控制器上位机1对故障进行处理；
所述变频器2根据控制器上位机1的控制，通过频率调整输出所需频率三相交流电来驱动三相异步电动机3；
所述三相异步电动机3根据变频器2输出的频率的驱动进行旋转。
采用变频器的攻丝控制方式的工作过程描述：
1、系统上电。
2、通过控制器上位机程序控制接触器输出，给变频器通电，变频器进入待机状态。
3、控制器上位机程序控制正转和速度控制信号输出，使变频器输出要求频率的三相交流电，驱动三相异步电机带动攻丝主轴按照变频器加速时间设定的时间正向缓启动，到达设定速度后继续按变频器输出频率的速度旋转，进行攻丝进给加工。
4、攻丝进给攻丝主轴到达到位位置时，控制器上位机程序控制正转和速度控制信号输出断开，变频器按照设定的减速时间停止输出，三相异步电动机减速后停止转动，攻丝主轴停止，攻丝进给过程结束。
5、控制器上位机程序控制反转和速度控制信号输出，使变频器输出要求频率的三相交流电，驱动三相异步电机带动攻丝主轴按照变频器加速时间设定的时间反向旋转，到达设定速度后继续按变频器输出频率的速度旋转，实现攻丝退回过程。
6、攻丝主轴到达原位位置时，控制器上位机程序控制反转和速度控制信号输出断开，变频器按照设定的减速时间停止输出，三相异步电动机按减速时间减速后停止转动，攻丝主轴停止，攻丝退回过程结束，同时攻丝加工过程结束。
通过变频器加减速时间的设定调整，使攻丝启动时缓启动避免冲击，攻丝停止时稍有缓冲又不会滑动过长距离。
当攻丝进给过程中出现正向限位信号时或攻丝退回中出现反向限位信号时，控制器上位机认为是出现故障，断开到变频器的控制信号，使变频器停止输出，交流电动机停止旋转，攻丝过程停止。
当变频器出现故障报警时，控制器上位机根据报警信号的轻重程度，通过程序使变频器输出停止，或通过接触器输出端断开接触器使变频器断电。变频器故障时，还可以通过控制器上位机程序控制变频器复位信号对变频器的故障进行复位操作。
通过控制器上位机、变频器、三相异步电动机组成的控制系统实现攻丝加工的控制。
控制器上位机作用：这里采用的是PLC(可编程序控制器)，通过其内部程序给变频器(正反转、频率变化等)发出指令，对攻丝过程进行控制，故障进行处理。
变频器作用：通过加减速时间的设定调整实现缓启动和减速停止；通过频率调整输出所需频率三相交流电来驱动三相异步电动机。
三相异步电动机：由来自变频器输出的三相交流电进行驱动旋转，三相交流电频率不同电机转速就不同，实现电机调速。变频器加减速时间设定调整使电机实现启动和停止过程的缓冲控制。三相电机带动攻丝主轴进行攻丝加工。
概括地说：通过控制器上位机的程序控制给变频器发出运行指令；变频器按控制器上位机的指令以一定频率并按照变频器内部设定的加减速时间输出三相交流电；三相异步电动机由变频器输出的三相交流电驱动实现缓启动、到达设定频率速度持续运行，然后减速停止，三相电动机带动攻丝主轴完成攻丝加工的过程。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种攻丝加工控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤1：控制器上位机接收外部输入的攻丝位置的检测信号；
步骤2：控制器上位机控制接触器通电，使变频器接通电源，变频器进入工作等待状态；
步骤3：控制器上位机通过变频器控制攻丝进给；
步骤4：控制器上位机通过变频器控制攻丝退回，完成攻丝过程；
所述攻丝位置的检测信号包括正向限位信号、反向限位信号、原位信号和到位信号；
所述步骤3具体包括以下步骤：
步骤3.1：控制器上位机输出端发出正向运行指令到变频器，控制变频器输出一定频率的三相交流电驱动三相交流电机进行正向旋转，实现攻丝进给；
步骤3.2：当攻丝进给达到到位信号对应的位置时，控制器上位机控制变频器停止输出，攻丝进给完成。
2.根据权利要求1所述的一种攻丝加工控制方法，其特征在于，所述步骤4具体包括以下步骤：
步骤4.1：控制器上位机输出端发出反向运行指令到变频器，控制变频器输出一定频率的三相交流电驱动三相交流电机进行反向旋转，实现攻丝退回；
步骤4.2：当攻丝退回达到原位信号对应的位置时，控制器上位机控制变频器停止输出，攻丝退回完成，完成攻丝过程。
3.根据权利要求1所述的一种攻丝加工控制方法，其特征在于，所述步骤3中攻丝进给过程中，如出现正向限位信号时，控制器上位机认定为出现故障，控制器上位机断开到变频器的控制信号，使变频器停止输出，交流电动机停止旋转，攻丝进给过程停止；
所述步骤4中攻丝退回过程中，如出现反向限位信号时，控制器上位机认定为出现故障，控制器上位机断开到变频器的控制信号，使变频器停止输出，交流电动机停止旋转，攻丝退回过程停止。
4.根据权利要求1所述的一种攻丝加工控制方法，其特征在于，在步骤3和步骤4中，当变频器出现故障时，将向控制器上位机反馈报警信号，控制器上位机根据报警信号的轻重程度，控制变频器停止输出；或者通过接触器输出端断开使变频器断电；或者控制服务信号对变频器的故障进行复位操作。
5.根据权利要求1所述的一种攻丝加工控制方法，其特征在于，所述步骤3和步骤4中控制器上位机还输出速度控制信号到变频器。
6.根据权利要求1所述的一种攻丝加工控制方法，其特征在于，所述步骤3和步骤4中控制器上位机输出正向和反向运行指令是通过单个的信号输出端；控制器上位机输出速度控制信号是通过多个输出端。
7.根据权利要求1所述的一种攻丝加工控制方法，其特征在于，步骤3和步骤4中变频器通过加减速时间的设定调整，控制攻丝启动时缓慢启动，避免冲击。
8.一种攻丝加工控制系统，其特征在于，包括控制器上位机、变频器和三相异步电动机；
所述控制器上位机接收外部攻丝位置的检测信号，并输出正向或反向控制指令和速度控制信号到变频器，所述控制器上位机对故障进行处理；
所述变频器根据控制器上位机的控制，通过频率调整输出所需频率三相交流电来驱动三相异步电动机；
所述三相异步电动机根据变频器输出的频率的驱动进行旋转；
所述攻丝位置的检测信号包括正向限位信号、反向限位信号、原位信号和到位信号；
所述控制器上位机输出端发出正向运行指令到变频器，控制变频器输出一定频率的三相交流电驱动三相交流电机进行正向旋转，实现攻丝进给；当攻丝进给达到到位信号对应的位置时，控制器上位机控制变频器停止输出，攻丝进给完成。
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