CN201427185Y - 双立柱立式车床 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种双立柱立式车床，主要包括控制回路输入单元、显示装置、PLC数据控制装置、控制回路输出单元、左、右刀架双轴控制单元，该PLC数据控制装置通过现场，总线对左、右刀架双轴控制单元实现控制，控制回路输入单元接入PLC数据控制装置的输入回路中；控制回路输出单元接入PLC数据控制装置的输出回路中；所述的显示装置用于显示数据、状态、执行功能和故障信号等内容；本实用新型抗干扰性强，提高了系统的可靠性；该一对双绞线上可挂接多个控制设备，便于节省安装费用和维护开销；且该故障内容的显示可具体到机床上的位置、名称、内容及排除方法，使操作者能及时处理解决故障，从而提高机床的工作效率。

Description

双立柱立式车床

技术领域

本实用新型涉及一种双立柱立式车床，尤其是通过现场总线实现控制的双立柱立式车床.

背景技术

目前，大多数机床采用电气控制系统，主要由开关量(也称数字量)的输入和输出控制，由PLC可编程控制对开关量信号的逻辑处理。技术故障信息是PLC输出结合数字显示表显示故障代码，然后根据故障代码查找说明书找出相对应故障信息内容，或有经验的操作者需事前记忆该故障代码所对应的故障信息内容，才能排除故障点。非常不方便。

另外，该机床刀架的移动速度指令是通过外接两组电位器，结合PLC可编程控制控制开关量的输入输出来改变模拟信号的输入。伺服驱动器接入模拟输入信号，由伺服驱动器驱动伺服电机，控制伺服电机速度，从而控制机床刀架移动速度，实现机床刀架的工作进给速度和快速移动速度。该伺服驱动器接入的模拟输入信号易受干扰，就会出现控制不稳定的现象。由于信号干扰易受传输距离的影响，信号衰弱严重；伺服的运行、停止、复位、速度信号多，就会导致接线多、安装费用成本高。该模拟信号易受到干扰的干扰源有：

1、工业设备：如感应加热设备、高频电焊机、X光机、高频设备等.强大的输出功率除通过空间辐射干扰外，还通过工频电力网干扰。

2、电力设备：包括伺服电机、电钻、继电器、电梯等设备通、断产生的电流剧变及伴随的电火花成为干扰源；电力系统中的非线性负载(如电弧炉等)、不间断电源(UPS)等同态电源转换设备产生大量谐波涌入电网成为干扰源；日光灯等照明设备也产生辉光放电噪声干扰。

3、电网干扰：指由50Hz交流电网强大的电磁场和大地漏电流产生的干扰，以及高压输电线的电晕和绝缘断裂等接触不良产生的微弧和受污染导体表面的电火花。

实用新型内容

本实用新型提供一种获取故障信息内容较方便、对现场环境适应性高、抗干扰能力强，控制较稳定的双立柱立式车床。

一种双立柱立式车床，主要包括控制回路输入单元、显示装置、PLC数据控制装置、控制回路输出单元、左刀架双轴控制单元和右刀架双轴控制单元，该PLC数据控制装置通过现场总线对左、右刀架双轴控制单元实现控制，控制回路输入单元接入PLC数据控制装置的输入回路中；控制回路输出单元接入PLC数据控制装置的输出回路中；所述的显示装置与PLC数据控制装置实现数据交互，用于显示数据、状态、执行功能和故障信号等内容。

该控制回路输入单元主要包括按钮开关、限位开关、压力开关、波段开关、接近开关、保护器开关和继电器接点。

所述的控制回路输出单元主要包括中间继电器，通过中间继电器触点给电磁阀、交流接触器、软启动器、润滑泵，通过交流接触器及软启动器控制电动机的运行。

所述的显示装置采用HMI人机界面。

所述的左刀架双轴控制单元包括有左刀架双轴伺服驱动单元、U轴进给伺服电机、W轴进给伺服电机、U轴编码器反馈单元、W轴编码器反馈单元和U、W限位开关；

所述的右刀架双轴控制单元包括有右刀架双轴伺服驱动单元、X轴进给伺服电机、Z轴进给伺服电机、X轴编码器反馈单元、Z轴编码器反馈单元和X、Z限位开关；

该U、W、X、Z四轴编码器反馈单元直接输出反馈信号给左、右刀架双轴伺服驱动单元；该U、W、X、Z四轴的限位开关输出开关信号至该左、右刀架双轴伺服驱动单元，由该左、右刀架双轴伺服驱动单元向PLC数据控制装置输入U、W、X、Z四轴的限位开关信号和反馈信号，该PLC数据控制装置对输入信号数据进行运算处理后，输出有关控制U、W、X、Z四轴的运行、停止、故障复位、速度设定值的指令信号来驱动控制U、W、X、Z四轴的伺服进给电机。

该PLC数据控制装置与PC连接。

本实用新型通过现场总线实现PLC数据控制装置与驱动控制系统之间的通信，进行数据交互。该现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的全数字、双向、多站的通信系统，主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题，抗干扰性能强，不受传输距离的影响，无信号衰弱现象，提高了系统的可靠性；该一对双绞线上可挂接多个控制设备，便于节省安装费用和维护开销。

本实用新型采用Profibus现场总线传输效率最高的单主站线型网络拓朴结构，选用了德国力士乐为主控PLC(主站)，左右刀架由4台驱动电机和4个绝对位移编码器(或增量式)反馈接入力士乐双轴伺服控制器，双轴伺服控制器本身带有DP接口，可以直接连接在现场总线上，作为现场总线控制系统的从站，并且可通过主站PLC完成远程参数配置。

本实用新型可显示左右刀架水平轴、垂直轴的绝对坐标，相对坐标、进给量的值，同时相对坐标还具有以HMI上软按键的清零功能，可替代原机床可由厂家或客户再加安装光栅数显装置；HMI的报警画面显示电机过载、压力流量信号、限位开关、动作异常等故障内容；该故障内容的显示可具体到机床上的位置、名称、内容及排除方法，使操作者或维修要员一目了然，第一时间获取故障信息，第一时间可处理解决故障，从而提高机床的工作效率。

附图说明

图1为本实用新型的系统构成图；

图2为本实用新型的结构原理框图。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详述。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型一种双立柱立式车床，主要包括控制回路输入单元1、显示装置2、PLC数据控制装置3、控制回路输出单元4、左刀架双轴控制单元5和右刀架双轴控制单元6，该PLC数据控制装置3通过现场总线7对左刀架双轴控制单元5和右刀架双轴控制单元6实现控制，控制回路输入单元1接入PLC数据控制装置3的输入回路中；控制回路输出单元4接入PLC数据控制装置3的输出回路中。

如图2所示，其中控制回路输入单元1主要包括按钮开关11、限位开关12、压力开关13、波段开关14、接近开关15、保护器开关16、继电器接点17。

所述的控制回路输出单元4主要包括中间继电器41，通过中间继电器41触点给电磁阀42、交流接触器43、软启动器44、润滑泵45，通过交流接触器43及软启动器44控制电动机的运行。

所述的显示装置2采用HMI人机界面，与PLC数据控制装置3实现数据交互，可通过Ethernet或RS232实现数据，用于显示数据、状态、执行功能和故障信号等。

所述的左刀架双轴控制单元5包括有左刀架双轴伺服驱动单元51、U轴进给伺服电机52、W轴进给伺服电机53、U轴编码器反馈单元54、W轴编码器反馈单元55和U、W限位开关56。

所述的右刀架双轴控制单元6包括有右刀架双轴伺服驱动单元61、X轴进给伺服电机62、Z轴进给伺服电机63、X轴编码器反馈单元64、Z轴编码器反馈单元65和X、Z限位开关66。

所述的伺服电源模块单元8和左、右刀架双轴伺服驱动单元51、61与PLC数据控制装置3通过现场总线7进行通信；该U、W、X、Z四轴编码器反馈单元54、55、64、65直接输出反馈信号给左、右刀架双轴伺服驱动单元51、61上；该U、W、X、Z四轴的限位开关56、66输出开关信号至该左、右刀架双轴伺服驱动单元51、61上，由该左、右刀架双轴伺服驱动单元51、61向PLC数据控制装置3输入U、W、X、Z四轴的限位开关信号和反馈信号，该PLC数据控制装置3对输入信号数据进行运算处理后，输出有关控制U、W、X、Z四轴的运行、停止、故障复位、速度设定值的指令信号来驱动控制U、W、X、Z四轴的伺服进给电机52、62。该PLC数据控制装置3输出处理后的数据和故障信息等显示在显示装置2(即HMI人机界面)上。

还可以将PLC数据控制装置3与公司的办公电脑9连接，通过操作软件，可实现远程监视、操作、维修等功能。

本实用新型通过现场总线7实现PLC数据控制装置3与驱动控制系统之间的通信，进行数据交互。该现场总线7是连接智能现场设备和自动化系统的全数字、双向、多站的通信系统，主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题，抗干扰性能强，不受传输距离的影响，无信号衰弱现象，提高了系统的可靠性；该一对双绞线上可挂接多个控制设备，便于节省安装费用和维护开销。

本实用新型采用Profibus现场总线传输效率最高的单主站线型网络拓朴结构，选用了德国力士乐为主控PLC(主站)，左右刀架由4台驱动电机和4个绝对位移编码器(或增量式)反馈接入力士乐双轴伺服控制器，双轴伺服控制器本身带有DP接口，可以直接连接在现场总线7上，作为现场总线7控制系统的从站，并且可通过主站PLC完成远程参数配置。

所述的PLC数据控制装置3的RS232通讯接口连接于MT4300人机界面上(HMI)，显示左右刀架水平轴、垂直轴的绝对坐标，相对坐标、进给量的值，同时相对坐标还具有以HMI上软按键的清零功能，可替代原机床可由厂家或客户再加安装光栅数显装置；HMI的报警画面显示电机过载、压力流量信号、限位开关、动作异常等故障内容；该故障内容的显示可具体到机床上的位置、名称、内容及排除方法，使操作者或维修要员一目了然，第一时间获取故障信息，第一时间可处理解决故障，从而提高机床的工作效率。

Claims (6)

1、一种双立柱立式车床，其特征在于：主要包括控制回路输入单元、显示装置、PLC数据控制装置、控制回路输出单元、左刀架双轴控制单元和右刀架双轴控制单元，该PLC数据控制装置通过现场总线对左、右刀架双轴控制单元实现控制，控制回路输入单元接入PLC数据控制装置的输入回路中；控制回路输出单元接入PLC数据控制装置的输出回路中；所述的显示装置与PLC数据控制装置实现数据交互，用于显示数据、状态、执行功能和故障信号等内容。

2、根据权利要求1所述的一种双立柱立式车床，其特征在于：该控制回路输入单元主要包括按钮开关、限位开关、压力开关、波段开关、接近开关、保护器开关和继电器接点。

3、根据权利要求1所述的一种双立柱立式车床，其特征在于：所述的控制回路输出单元主要包括中间继电器，通过中间继电器触点给电磁阀、交流接触器、软启动器、润滑泵，通过交流接触器及软启动器控制电动机的运行。

4、根据权利要求1所述的一种双立柱立式车床，其特征在于：所述的显示装置采用HMI人机界面。

5、根据权利要求1所述的一种双立柱立式车床，其特征在于：所述的左刀架双轴控制单元包括有左刀架双轴伺服驱动单元、U轴进给伺服电机、W轴进给伺服电机、U轴编码器反馈单元、W轴编码器反馈单元和U、W限位开关；

所述的右刀架双轴控制单元包括有右刀架双轴伺服驱动单元、X轴进给伺服电机、Z轴进给伺服电机、X轴编码器反馈单元、Z轴编码器反馈单元和X、Z限位开关；

该U、W、X、Z四轴编码器反馈单元直接输出反馈信号给左、右刀架双轴伺服驱动单元；该U、W、X、Z四轴的限位开关输出开关信号至该左、右刀架双轴伺服驱动单元，由该左、右刀架双轴伺服驱动单元向PLC数据控制装置输入U、W、X、Z四轴的限位开关信号和反馈信号，该PLC数据控制装置对输入信号数据进行运算处理后，输出有关控制U、W、X、Z四轴的运行、停止、故障复位、速度设定值的指令信号来驱动控制U、W、X、Z四轴的伺服进给电机。

6、根据权利要求1所述的一种双立柱立式车床，其特征在于：该PLC数据控制装置与PC连接。

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