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钻攻中心基于交流驱动伺服系统的设计和实现


针对铝材质盘型的零件,在侧面的圆周方向上,需要将数目不相等的 M3 的螺纹孔加工 3~6 个。 从当前来看, 工厂在加工上,还是传统的人工进行操作,操作的方式比较复杂麻烦,工作效率还不高。 加工一个工件工装在夹紧定位上,就得需要很多次,并且保证不了加工的精准度, 同时,劳动力还要浪费很多。 最近几年,雇佣劳动力的成本增长很快,对于新时代发展生产的需求,这种劳动生产形式已经很难满足,为了将用工量有效地减少,这种密集型的劳动生产方式必须要进行自动化地改造。 将一款高速的钻攻中心进行设计和制作是该项目的主要目的,对于铝材质盘型的零件自动化人工钻攻加工能够代替,对于设备智能化进行控制可以用可编程控制器。
1    钻攻中心的工作原理
1.1    工作原理
在系统中有一个转台作为操作平台,把转台分为 5 个相等分点,一等分点是工作人员,正在加工的工件放置到其它的四等分点上,钻孔点是其中的 2 个位置,攻丝点为另外的 2 个位置,在工序上,先进行钻孔的工序,再做完成攻丝的工序,所以,在 2 个攻丝点前面应该先将 2 个钻孔点完成。 一道工序操作完成以后,转台将自动转动的角度为 360°/5。 伺服电机对转台转动进行控制,西门子 PLC 控制伺服电机的启动和停止, 转台转动角度利用 PLC 发出的高速脉冲控制伺服电机[1]。 PLC 根据各加工电机位置和转台的位置既要控制攻丝机和钻孔机的前进和后退,还要控制启动和停止。
1.2    单台钻孔机头的控制
该系统钻孔机头选择控制液压的运动系统进行使用,液体压力进行作用后,机头进行前进和后退。 钻机机头用油是由油泵提供,所以,机头在钻孔以前,油泵就应该启动,系统开机以后,将油泵进行启动,并且控制油泵。同时,要控制钻孔钻头所在的位置,主要利用转杆上所安装的 2 个限位的开关来对钻头位置进行控制,一个开关主要对钻头前进到所规定的位置进行控制,     后退到所规定的位置由另一个限位开关控制。     当转台转动的角度为360°/5 停稳以后, 在钻机前面工件停止时, 钻孔电机由PLC 进行控制开始向前移动,钻头移动到所规定的位置以后,前进限位开关开始移动,通过 PLC 检测,获得信号以后,前进就会立即地停止,停留 4 秒钟以后,钻孔电机在PLC 的控制下自动后退,后退限位开关开始移动,钻孔电机在 PLC 的控制下后退停止。
1.3    单台攻丝电机的控制
转台停止以后, 工件在攻丝电机前面也正好停止,攻丝电机在 PLC 控制下,向前运行,攻丝工件运行到规定的位置以后,攻丝电机在停止 4 秒钟以后,开始后退。控制攻丝的前后移动, 都是依造转杆上安装的 2 个限位的开关, 一个限位的开关控制向前移动所规定的位置,另一个开关控制向后移动所规定的位置。
1.4    控制转台
工件加工完成一道工序以后, 就要进行下一道工序, 加工点转台所要达到的转动角度为 360°/5,针对于转台转动角度的精度要求非常高,需要有报闸来对转台电机进行控制。   将转台转动进行控制时,选用了伺服电机控制转台[2]。  利用 PLC 发高速脉冲控制电机转动的角度。

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4    结束语
综上所述,这个项目针对于精密转动回转的工作台进行了有效开发,能够将稳定且精确的回转角度得以有效地获取,从而使螺纹通孔位置的精度得以保证;利用攻丝机和动力头将攻牙加工和高速钻削得以实现,不但性能相对比较稳定,可控性和可操纵性也都非常良好;将控制电气设计系统的方案得以完成, 利用 PLC 的控制系统运行的动作。

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