PLC控制在普通轧辊磨床进给传动中的应用

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………………………….皇子燕 _( I 

PLC控制在普通轧辊磨床进给传动中的应用 

天水星火机床有限责任公司 张建森 

【摘要】主要涉及用于普通型轧辊磨床的电气控制技术领域,尤其是涉及一种普通轧辊磨床控制方法,主要由s7— 300PLC、611U、电子手轮、可编程终端显示器OP等硬件构成,简化机械设计结构,提高工作效率,降低操作者的劳动强度。 【关键词】轧辊磨床;电子手轮;PLC;611U;可编程终端显示器OP 

1.前言 虽然数控型轧辊磨床以其高效 

率、高精度、高自动化的优势,已 

经在冶金、造纸等行业得到了长足 

的发展,但由于其造价成本偏高, 

不可能短时期得到大范围的使用。根 

据冶金、造纸等行业的发展现状,普 

通轧辊磨床在我国冶金、造纸等行 

业中仍占有主导地位。 

传统的普通轧辊磨床大多数都 

采用纯机械结构,各种功能的操作 

也都是靠人工完成;对于小型的轧 

辊磨床,这样的传动结构和操作方 

式,还能实现;而对于一些大、重型 

的轧辊磨床,这种纯机械的传动结构 

和全人力的操作方式不但给轧辊磨床 

的加工、装配带来相当大的难度,而 

且使轧辊磨床的各种功能操作转换也 

难以实现;于是,在普通轧辊磨床的 

设计研发过程中,人们就提出了这样 

的一个问题,能不能设法给普通轧辊 

磨中引入电子元器件,利于简单的 

PLC控制来简化普通轧辊磨床的机械 

传动结构和人工操作方式。 

伺服电动机的引入是一个突破 

口。现阶段,伺服电动机已发展到 

了一个特别成熟稳定的时期;各种 

普通机床中已有采用PLC控制交流伺 

服电动机,利用伺服电动机的转速 扭矩特性,简化原机械传动结构, 

实现用PLC控制电子控制代替原手 

工搬手把操作的先例,从而使得机 

床的机械传动设计简单、生产加工 

装配难度下降、控制操作也省时省 

力,同时也降低了操作者的劳动强 

度,提高了工作效率。 

下面以我公司产品M84125普通 

轧辊磨床进给传动系统中,利用西 门子S7—300型PLC…、6l1U伺服控 

制、OP177B可编程显示终端、电子手 

轮为例,简述该技术在普通轧辊磨床 

的应用过程,及其所取得的效果。 

2.M841 25普通轧辊磨床进 

给系统的特点和要求 

普通轧辊磨床是现代工业生产 

中不可缺少的一种重要生产设备, 

主要用于冶金、造纸等行业,磨削 

轧机上的工作辊和支承辊的辊面和 

辊径,要求砂轮纵横向移动传动平 稳,不能有爬行现象,其运动特征 

是砂轮纵向在磨削行程范围内作往 

复的周期直线运动,在换向时横向 

进行手动进刀,同时,由于砂轮在 

磨削过程中有脱粒现象,要求在磨 

削过程中根据砂轮的脱粒情况,实 

时手动进刀。由于轧辊磨床的工件 

床身与主床身(砂轮移动用)采用 

分离结构,这样,就位伺服电动机 的引入创造了必要的前提条件。 

3.传统的普通轧辊磨床机械 

手轮进给传动链 

如图1所示,传统的普通轧辊 

磨床机械进刀机构由机械手轮经3级 

齿轮副和蜗轮蜗杆传动,最后传到 

丝杠、丝母上带动砂轮横向进刀, 

从图1的传动原理不难发现该进给机 

构存在的问题及局限性: 

(1)传动路线较长,操作费 

时费力,工作效率底下; 

(2)传动间隙大,进刀不准 

确,易出现扎刀现象; 

(3)当机床的直径规格加大 

时,进给箱体的规格也要作大,此 

结构的操作难度也随着加大,仅靠 

人力恐怕难以完成; 

(4)加工制作箱体的难度相 

对较大、装配过于复杂,生产周期 

较长。 

4.PLC控制伺服电动机驱动 

的进给传动链 如图2所示,由伺服电动机驱动 

的进给机构己相当简化,传动精度也 

提高了,传动结构也不受机床规格的 

限制;同时生产装配难度也降低。 

5.采用伺服电动机的普通轧辊 

磨床硬件构成及主要部件的作用 

由图1和图2清楚的可以看到采 

/2012.

02/电子世界 一49— I .皇子蕴 …………………………一 

图1传统的轧辊磨 图2伺服电动机驱动进给 : L一一 _二= 一__一I : i i 图3控制结构图 床进给传动原理图 传动原理图 

用伺服电动机驱动普通轧辊磨床, 性,降低了操作者的劳动强度,提 (7)遇到紧急情况,按急停按 

简化了机械结构,我们采用了先进 高工作效率,由于在6I1U带上电子 钮,可使砂轮快速离开工件表面,在 

的PLC、伺服电机、伺服驱动器等电 手轮,取代了传统的轧辊磨床的机 可编程终端显示器0P上显示各种故 

气控制技术手段实现的,也就是用 械手轮。 障信息。 现代的电子技术取代原始的由机械 (4)1FT6伺服电机:用6l1u伺 7.结语 

结构实现的部分功能。我们采用西 服驱动器驱动,完成横向进刀轴、纵 本文介绍的普通轧辊磨床的控 

门子S7—300、OP177B界面 、6l1u 向拖板轴的速度、位置的控制。 制,在我公司机床上推广使用,其 

伺服驱动、1FT6伺服电机来实现其 (5)采用ProfiBus总线,完 操作控制性能稳定可靠,简化机械 

磨削控制。其控制结构图如图3。 成各部件间的数据交换。 结构,提升了机床技术含量,使得 

各部分功能: 6.采用PLC控制的普通轧辊 操作更加宜人化,降低了操作者的 

(1)s7—300:通过编写控制 磨床优点 劳动强度,提高了工作效率,属于 程序,完成与OP177B 界面数据的 (1)机械结构简单化,如取 新技术的引用和推广,经国内外数 

交换、完成对6llu伺服驱动的数据 消机械手轮传动机构; 家用户使用,反映使用效果良好。 

交换。 

(2)OP177B界面:人机界面, 

完成磨削工艺参数的输入及状态显 

示。如磨削的进刀量、磨削速度、 

行程长度、砂轮修整量、修整速度、 

修整次数、轴的状态信息等,根据这 

些参数建立磨削、修整轴运动程序。 

(3)611U伺服驱动:伺服控 

制器完成驱动、监控伺服电机;我 

们还利用6l1U 的定位功能和可以 

带电子手轮的功能,实现纵向的周 

期运动,取代传统结构用行程开关 

控制换向的周期运动,提高了可靠 

一50一 电-.7- ̄B/2012.02/ (2)操作简单、可靠、灵活、 

稳定,如在OP177B上参数输入、采 

用软键替代原操作按键; 

(3)满足多种工艺磨削的要 

求,如恒电流磨削等; 

(4)提高产品的加工精度及 

效率,如排除了原机械手轮传动引 

起的各种间隙; 

(5)维护方便、快捷,如故 

障信息可直接在0Pl77B上显示到故 

障源上: 

(6)满足市场对高的性能价 

格比的需求; 参考文献 [1】张建生,赵燕伟,郭建江,等.数控系统应 用及开发 .北京:科学出版社,2006, [2]SINUMERIK Step7软件用户手册. 『3]SINUMERIK Wincc flexible2008软件用 户手册. [4]SINUMERIK 61 1U功能描述. 

作者简介:张建森(1967一),男, 甘肃天水人,天水星火机床有限责任公 司助理工程师,主要从事机床方面的技 术管理工作。 , 一 一