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      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(yōu)化設計來實現(xiàn)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(xiàn)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(tǒng)，能很好的實現(xiàn)低轉速、大扭矩，不但穩(wěn)定可靠還兼?zhèn)淞硕ㄎ豢刂?。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(tǒng)，所以用它來實現(xiàn)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(jié)，這樣就能在不停機的情況下分別調節(jié)兩個方向的速度，而工作臺的步進速度則由內部參數(shù)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(jù)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(wěn)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(wěn)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(jù)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(shù)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(jù)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(yōu)點。工作臺在高速運行時能快速切換交流伺服的運行狀態(tài)，給平穩(wěn)換向提供很好的條件 。操作者只需要通過按相應的按鈕，經(jīng)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(xiàn)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(tài)，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(tài)（數(shù)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(jù)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(jù)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(wěn)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(wěn)定、可靠，減速換向平穩(wěn)，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(jīng)濟效益和社會效益。