摘要：減小重型刨床工作臺快速移動換向時，對減速箱的沖擊，重型龍門刨床工作臺電氣控制運動多樣化，應用性價比高，運行可靠的控制方案已勢在必行。交流伺服兼速度反饋跟速度/位置等多種控制。從2 個方面優化設計來實現工作臺的無級調速。
B系列重型龍門刨床適用于粗、精刨削加工各種大型機械零件的水平平面、垂直平面、T 型槽、齒條及各式各樣的導軌面。在龍門刨銑床上要實現這些加工最重要的部分就是工作臺的往復運動。交流伺服的無級調速電控系統，能很好的實現低轉速、大扭矩，不但穩定可靠還兼備了定位控制 。其性價比較高，是一種具有典型機電一體化結構的無級調速系統，所以用它來實現工作臺的調速。
1、 交流伺服驅動的接口定義及說明
交流伺服的使用非常靈活，工作臺自動運行前進、后退時的速度可分別通過各自的模擬電壓控制，模擬電壓的大小用外部電位器來調節，這樣就能在不停機的情況下分別調節兩個方向的速度，而工作臺的步進速度則由內部參數來調整，給操作者帶來很大方便。工作臺減速的速度是通過與自動運行速度的比值來確定，減速的斜率可根據具體需要采用多種斜率或者時間分別控制，這樣能很好的在各個速度段減速換向，解決了多年來不能在整個工作速度段平穩換向的問題。具體接口設計見圖1。
2 、工作臺換向開關的設計
對于重型龍門刨床的難點之一就是工作臺在各個速度段都能平穩的換向，由于承載工件重量大，換向時間短，不同重量不同速度段的加工情況多。給換向帶來很大困難，而換向時減速速度根據運行速度來確定可以很好的緩解巨大慣性對機械的沖擊，還可以使不同慣性帶來的行程損失問題得到解決，并且換向結構采用交錯方式，見第78 頁圖2。
圖1 數字開關磁阻接口圖
3 、交流伺服在工作臺自動運行的具體應用
龍門刨床控制部分的核心采用西門子S7 -200PLC，控制按鈕和換向開關的信號先傳給PLC的輸入端，根據設備需要再從輸出口把控制切換速度的信號給傳輸出來。可編程控制器（PLC） 具有可靠性高，抗干擾能力強，動作時間快等優點。工作臺在高速運行時能快速切換交流伺服的運行狀態，給平穩換向提供很好的條件 。操作者只需要通過按相應的按鈕，經過PLC 內部程序把相應的控制信號傳輸給交流伺服，交流伺服接受到相應的信號，做出現對應的動作。整個過程簡單、方便。
圖2 工作臺換向示意圖
文章以前進換向到后退為例。如圖3，按下工作臺前進按鈕SB1，PLC 的I0 輸入，通過程序處理，PLC 中Q0.5 輸出給交流伺服驅動，使其運行在模擬給定狀態，此時，交流伺服電機的轉速由電位器RP1 給定，同時帶動工作臺作正向運動，當工作上的前返后行程制子感應到SQ6 開關時，斷開PLC 的I1.0 的輸入（感應開關為常閉型），通過PLC 程序處理輸出Q0.5 斷開，同時Q0.1 輸出接通給交流伺服驅動，伺服驅動切換到減速狀態（數字給定），速度的大小為之前模擬給定的一個比值，這樣就可以根據運行速度的不同改變減速速度的大小。在伺服電機減速時，減速度用斜率控制，而斜率的大小根據速度的大小也在變化，以保證工作臺在各個速度段都能在有限的距離內平穩換向。當行程制子感應到SQ9 時，斷開PLC 的輸入信號I1.3，同時輸出信號的Q0.1 斷開Q0.6 接通，交流伺服再次切換到模擬量模式，工作臺開始換向，換向時減速度則采用時間控制，時間不但滿足進刀的時間，還可以保證讓工作臺壓不到限位開關。此時交流伺服電機的轉速由電位器RP2 控制，控制工作臺作反向運動，工作臺就一直如此反復做來回運動，當需要停止時按下停止按鈕SB5,斷開輸入口I0.4，PLC切斷所以工作臺的輸出信號，工作臺停止運行。（換向接近開關感應順序見圖2）
圖3 PLC 接口定義圖
4、 結束語
該套方案已在工作臺9M 及9M 以上的重型龍門刨床上成功應用，各個速度段運行穩定、可靠，減速換向平穩，用戶使用效果良好，給用戶留下很好的口碑。并有多個用戶要求簽購該方案的重型龍門刨床，得到較好的經濟效益和社會效益。
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