关于数控机床的电气系统的改进

关于数控机床的电气系统的改进

摘要 本文基于实现数控机床的便捷式的远距离性能调试与控制，通过选用欧姆龙B7A的模块作为一个链接的终端，逐步实现了电气柜与操作站之间远距离的连接；把LG变频器设置为具体的控制核心，从而实现了立柱加工和主轴箱性能的完整调整。

关键词 变频器；可编程序；电气控制

为了适应企业加工一些大型的工件，比如轧机机架等，出现了一种组合式的加工数控机床，这种机床能够方便地进行移动。

现在所有的固定机床都不能适合加工一些大的工件，因此造成了上百吨的零部件加工的翻身困难问题，不但造成了效率方面的锐减，同时也造成了原材料的浪费，而组合式的数控机床就能很完美地解决此类的问题。

组合式数控机床是由立柱、床身导轨、主轴箱等组成，经过设计师们的进一步完善和改良，已经完全满足了当前的所有加工要求。

1 电气柜设计

电气柜都是由1台欧姆龙PLC和2台LG变频器所组成的。其所对应控制主轴的实际电机的容量通常都为18.5kW的变频器，5.5kW的变频器的实现就是充分利用了接触器进行相互的切换，从而能够控制所有立柱的行走电机和主轴箱快速上下移动电机以及两个走刀的电机。

为了最大程度地减少所有的控制柜和操作站之间的大数量的控制电缆，一般情况下都是选择总线的不同传输方式进行具体的传输，为了边界其移动和拆解，床身分线盒与控制柜以及所有进行手动控操作站之间都选用了插头连接。

在电气柜门醒目的位置设置了2块可以显示电机实际转速的显示表，其都备有一个电源启、停的控制按钮，进行实时控制所有主回路上的电源，柜内所哟电路也是经过一系列的保护措施，比如空开、接触器、变压器等的多级保护。为保证防治PLC因接触器等一些人为不当操作而被烧毁，在PLC与接触器之间通常都安装一个经微继电器进行实施的过渡控制。

2 PLC程序设计

图1 程序流程圈

PLC控制器事实上就是一台欧姆龙的CQM1H型，有关其具体程序的设计，

如下图流程图所示。

PLC最关键的任务就是通过不断的接受从外部传过来的所有的信号(按钮、限位、空开监控、电机过载、变频器保护) 指示信号和输出和输入所有变频器的控制信号。

这里面的很多指示信号和按钮信号都是和控制柜相距较远，所以就选择了欧姆龙的总线链接的模块(B7A)进行对其连接控制，常见的都是以2芯或3芯的电缆进行实施PLC链接模块和操作站模块之间的相互连接。编程一般都是CX-programmer的软件，这种软件能够实时地进行监控所有点的状态，方便了所有过程的调试。

3 变频器参数调整

柜内都有2台变频器，1台是单独控制其主轴的，另1台是利用接触器的相互切换进行控制主轴箱走刀和立柱行走、快速。LC变频器的设置有7组参数，依次为功能组1、驱动组、输出＼输入组、外部组、功能组2、选项组 (通讯组)、应用组，所有的设置都是出厂的默认设置，在实际工作中可以依据具体情况进行参数的转换。

3.1 参数的基本设置

变频器设置最重要的就是选择具体的电机功率，不过也能经过变频器型号进行选择适合的默认值。

3.2 功能的特定应用

主轴箱和立柱（工作台）使用的不是同一个轴，所以经常会因保护选轴电机具体工作状态，会启用第2个电机，利用设置参数的不同对其进行主轴的控制。

对于第2参数功能的设置，一般情况下都是选择其中多功能的任何一个端口，设置对应I/O的具体参数，在完全激活这个端口状态后，然后启用第二个电机。

具体所设置的参数通常都是第2电机的减速具体时间、加速具体时间、反转矩补偿、转折的频率、正转矩补偿、V/F方式、额定电机电流、电子热保护等级（一分钟）、电子热保护等级（连续）。

因为工作台（立柱）行走是主要参与加工轴，在低速段要求转矩较高，因此控制方式选择用户V/F方式，可以在0至最大频率段设置四个点设置不同电压，将第一个点设置较高输出电压提高输出转矩。

4 结论

两台IG变频器是控制核心部件，其参数调整与加工性能密切相关，其中一台控制三台电机，对应两个轴。

应用了第二电机功能，设置不同的参数以区分保护不同的电机。

在工作台（立柱）控制中又改变了控制方式为用户V/F控制方式，因此较好满足了实际加工的需要。采用总线传输方式，省去了在控制箱和控制柜之间众多的电缆，仅以一根10芯通讯电缆代之，极大地克服了移动的困难。

参考文献

[1]裴艳芳，杨跃崇.PLC改造机床故障检测方法[J].机床电器，2009，5.

[2]叶斌.电力电子应用技术[M].北京：清华大学出版社，2006.