專利名稱：一種電子換向龍門刨床及其換向控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及龍門刨床換向技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電子換向龍門刨床。
背景技術(shù)：
龍門刨床是制造重型設(shè)備(如大型軋鋼機(jī)，汽輪機(jī)，發(fā)電機(jī)，礦山設(shè)備 等)不可缺少的工作母機(jī)，龍門刨床的刨削過程是工件與刨刀作相對運(yùn)動的 過程。為此，工作臺與工件需頻繁地進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動，同時龍門刨床工作臺在 每次往返中要求幾次變速
1. 刀具切入工件前，工作臺慢速，以防止因撞擊而崩壞工件，同時也為了 減小刀具在進(jìn)入時所承受的沖擊；
2. 切入工件后，工作臺升為切削速度；
3. 加工完畢，刀具離開工件之前，工作臺減速，以防止工件邊緣的崩裂并 減小反向時的制動電流，便于換向；
4. 接著電機(jī)換向，由于返回行程不切削工件，為提高生產(chǎn)率，所以工作臺 高速返回；
5. 當(dāng)返回行程結(jié)束前，工作臺減速，以減小反向時因沖力過大而引起的越 位及對傳動機(jī)構(gòu)和供電電網(wǎng)的沖擊。
要想實(shí)現(xiàn)上述的變速過程，就必須用到換向信號采集裝置。從20世紀(jì)60、 70年代至今，大多數(shù)換向信號采集裝置通常是通過工作臺的擋尺碰觸機(jī)械式 行程開關(guān)，由行程開關(guān)控制相關(guān)電路實(shí)現(xiàn)的。在實(shí)際使用的過程中，行程開 關(guān)由于受到頻繁的碰撞和振動，會經(jīng)常發(fā)生故障。特別是在加工較長的工件 時，由于機(jī)械碰撞反應(yīng)較慢，到達(dá)規(guī)定位置不能及時換向，工作臺在慣性的 作用下將脫離傳動絲杠，從而造成故障。更可怕的是，行程開關(guān)故障率較高，一旦失靈，將有可能造成嚴(yán)重的設(shè)備和人身事故，機(jī)床的可靠性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電子換向龍門刨床及其換向控制方法，解決目 前機(jī)械式換向龍門刨床上的機(jī)械式行程開關(guān)由于物理撞擊而產(chǎn)生的壽命短、 故障率高的缺點(diǎn)，提高機(jī)床的可靠性和工作效率。
一種電子換向龍門刨床，包括床身、由驅(qū)動裝置驅(qū)動行走和換向的工作
臺、控制裝置和換向信號采集裝置，所述控制裝置包括可編程控制器(PLC), 可編程控制器(PLC)的控制信號輸出端與驅(qū)動裝置的控制信號輸入端連接，
其中所述換向信號采集裝置包括信號采集器和前進(jìn)、后退兩擋尺，前進(jìn)、
后退兩擋尺分別設(shè)置在工作臺行走方向側(cè)面的兩端部，信號采集器設(shè)置在與
相應(yīng)擋尺同側(cè)的床身上，用于與兩檔尺配合采集工作臺的位置信息；信號采 集器的信號輸出端與可編程控制器(PLC)的信號輸入端連接。
所述的電子換向龍門刨床，其中前進(jìn)、后退兩擋尺分設(shè)在工作臺一側(cè) 的兩端部，所述的信號采集器包括采集工作臺位置信號的三個接近開關(guān)，設(shè) 置在同側(cè)床身上，其中，第一接近開關(guān)相對兩擋尺設(shè)置在工作臺前進(jìn)方向需 減速及停止后退向前進(jìn)方向換向的位置，第二接近開關(guān)相對兩擋尺設(shè)置在工 作臺后退方向需減速及停止前進(jìn)向后退方向換向的位置，第三接近開關(guān)相對 兩擋尺設(shè)置在工作臺前進(jìn)及后退方向的極限位置；第一、二、三接近開關(guān)的 信號輸出端分別與可編程控制器(PLC)的相應(yīng)信號輸入端連接。
所述的電子換向龍門刨床，其中前進(jìn)、后退兩擋尺呈內(nèi)側(cè)相對的L形， 均由水平方向、豎直方向兩板連接而成，豎直方向的板于工作臺運(yùn)行方向的 長度長于水平方向的板；水平方向的板安裝在工作臺上，豎直方向的板設(shè)置 在床身外側(cè)；第一、二接近開關(guān)朝向兩擋尺豎直板的方向設(shè)置，第三接近開 關(guān)朝向兩擋尺水平板的方向設(shè)置。
所述的電子換向龍門刨床，其中所述的信號采集器還包括一接近開關(guān)
5盒，設(shè)置在床身側(cè)面，第一、第二接近開關(guān)分別設(shè)置在接近開關(guān)盒內(nèi)豎向側(cè) 面的兩端部，第三接近開關(guān)設(shè)置在接近開關(guān)盒的上側(cè)面。
一種電子換向龍門刨床的換向控制方法，其中包括如下步驟
a) 、打開可編程控制器(PLC)上的工作臺自動運(yùn)行檔，通過驅(qū)動裝置控 制工作臺開始自動運(yùn)行；
b) 、可編程控制器(PLC)判斷是否有快進(jìn)或快退按鈕被按下的信號輸入， 若是，進(jìn)入下一步驟c);
c) 、可編程控制器(PLC)判斷工作臺的運(yùn)行方向，通過驅(qū)動裝置驅(qū)動工 作臺相應(yīng)前進(jìn)或后退，前進(jìn)及后退擋尺被帶動前進(jìn)或后退；
d) 、可編程控制器(PLC)判斷其輸入端是否有第一接近開關(guān)的輸出信號 輸入，后退時是判斷其輸入端是否有第二接近開關(guān)的輸出信號輸入若有， 通過驅(qū)動裝置控制工作臺減速；若沒有，繼續(xù)通過驅(qū)動裝置驅(qū)動工作臺前進(jìn) 或后退；
e) 、可編程控制器(PLC)判斷其輸入端是否有第一、第二兩接近開關(guān)同 時輸送來的信號若有，通過驅(qū)動裝置控制工作臺換向；若沒有，繼續(xù)通過 驅(qū)動裝置控制工作臺減速；
f) 、可編程控制器(PLC)判斷其輸入端是否有第三接近開關(guān)輸送來的信 號，若有，通過驅(qū)動裝置控制工作臺停止運(yùn)行；若沒有，進(jìn)入步驟c)。
本發(fā)明采用上述技術(shù)方案將達(dá)到如下的技術(shù)效果
本發(fā)明的電子換向龍門刨床由于采用電子換向，工作效率和換向可靠性 均大大提高，減少了線路的復(fù)雜性，降低了檢修工作難度和工作量，減少了 停機(jī)時間，降低了換向造成的噪聲，同時節(jié)約了成本，使設(shè)備的換向信號采 集裝置體積大大縮小，提高了經(jīng)濟(jì)效益。


圖1為龍門刨床上接近開關(guān)盒及擋尺位置示意圖；圖2為可編程控制器(PLC)的換向程序流程圖； 圖3為可編程控制器(PLC)的外部接線示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例
一種電子換向龍門刨床，其中包括床身2、由驅(qū)動裝置驅(qū)動進(jìn)行行走及換 向等動作的工作臺1、控制裝置和換向信號采集裝置，換向信號采集裝置采集 的信號輸送給控制裝置，由控制裝置控制驅(qū)動裝置使工作臺運(yùn)行過程中減速、
換向或停車，其中，所述的控制裝置包括可編程控制器(PLC)，可編程控制 器(PLC)的控制信號輸出端與驅(qū)動裝置的相應(yīng)控制信號輸入端連接。
所述換向信號采集裝置包括接近開關(guān)盒5和前進(jìn)擋尺3、后退擋尺4，其 位置示意圖如圖1所示，接近開關(guān)盒5設(shè)置在床身2上工作臺1運(yùn)行方向的 一側(cè)面，通過與兩檔尺3、 4的配合采集工作臺1的位置信息，前進(jìn)、后退兩 擋尺3、 4分別設(shè)置在工作臺1上接近開關(guān)盒5所在側(cè)對應(yīng)的側(cè)面；其中，接 近開關(guān)盒5中設(shè)置有第一接近開關(guān)6、第二接近開關(guān)7和第三接近開關(guān)8，第 一接近開關(guān)6、第二接近開關(guān)7分別設(shè)置在接近開關(guān)盒5的豎向側(cè)面兩端部， 第三接近開關(guān)8設(shè)置在接近開關(guān)盒5的上側(cè)面；前進(jìn)、后退兩擋尺3、 4呈內(nèi) 側(cè)相對的L形，均由水平方向、豎直方向兩板連接而成，豎直方向的板于工 作臺運(yùn)行方向的長度長于水平方向的板；水平方向的板安裝在工作臺上，位 置可根據(jù)加工工件尺寸調(diào)節(jié)，豎直方向的板設(shè)置在床身外側(cè)，接近開關(guān)盒5 中第一、二接近開關(guān)6、 7朝向兩擋尺3、 4豎直板的方向設(shè)置，第三接近開 關(guān)8朝向兩擋尺3、 4水平板的方向設(shè)置，兩擋尺3、 4的水平、豎直板與接 近開關(guān)盒5對應(yīng)面之間的間隔最好為3mm，保證擋尺順暢運(yùn)行的同時，可使接 近開關(guān)被覆蓋時迅速反應(yīng)。
第一、二、三接近開關(guān)6、 7、 8的信號輸出端分別與可編程控制器(PLC) 的相應(yīng)的信號輸入端X6、X5、X35對應(yīng)連接，見圖3所示的可編程控制器(PLC)的外部接線示意圖，第一、第二接近開關(guān)6、 7被覆蓋后發(fā)出的信號，用于控 制龍門刨工作臺1的減速及換向，第三接近開關(guān)8被覆蓋后發(fā)出的信號，用 來防止龍門刨工作臺1越位；本發(fā)明電子換向龍門刨床的換向控制方法包括 如下步驟
a) 、打開可編程控制器(PLC)上的工作臺自動運(yùn)行檔，通過驅(qū)動裝置控 制工作臺l開始自動運(yùn)行；
b) 、可編程控制器(PLC)判斷是否有快進(jìn)按鈕X2 (或快退按鈕X3)被 按下的信號輸入，若是，進(jìn)入下一步驟c);
c) 、可編程控制器(PLC)判斷工作臺1的運(yùn)行方向，通過其相應(yīng)輸出端 控制驅(qū)動裝置驅(qū)動工作臺1相應(yīng)前進(jìn)(或后退)，前進(jìn)及后退擋尺3、 4被帶 動前進(jìn)(或后退)；
d) 、可編程控制器(PLC)判斷前進(jìn)時其輸入端X5是否有第一接近開關(guān)6 輸出的信號輸入(后退時是判斷其輸入端X6是否有第二接近開關(guān)7輸出的信 號輸入)若有，通過驅(qū)動裝置控制工作臺1減速；若沒有，繼續(xù)通過驅(qū)動裝 置驅(qū)動工作臺1前進(jìn)(或后退)；
e) 、可編程控制器(PLC)判斷其輸入端X5、 X6是否有第一、第二兩接 近開關(guān)6、 7同時輸送來的信號若有，通過驅(qū)動裝置控制工作臺l換向；若 沒有，繼續(xù)通過驅(qū)動裝置控制工作臺1減速；
f) 、可編程控制器(PLC)判斷其輸入端X35是否有第三接近開關(guān)8輸送 來的信號，若有，通過其相應(yīng)輸出端驅(qū)動裝置控制工作臺1停止運(yùn)行；若沒 有，進(jìn)入步驟c)。
圖2所示為可編程控制器(PLC)的換向程序流程圖。
經(jīng)試驗(yàn)，本發(fā)明的電子換向龍門刨床換向快速、穩(wěn)定，換向效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu) 于改造前的機(jī)械式換向，工作效率較使用機(jī)械式換向信號采集裝置的龍門刨 床提高了 30%，且不影響切削精度。
權(quán)利要求
1、一種電子換向龍門刨床，包括床身、由驅(qū)動裝置驅(qū)動行走和換向的工作臺、控制裝置和換向信號采集裝置，所述控制裝置包括可編程控制器(PLC)，可編程控制器(PLC)的控制信號輸出端與驅(qū)動裝置的控制信號輸入端連接，其特征在于所述換向信號采集裝置包括信號采集器和前進(jìn)、后退兩擋尺，前進(jìn)、后退兩擋尺分別設(shè)置在工作臺行走方向側(cè)面的兩端部，信號采集器設(shè)置在與相應(yīng)擋尺同側(cè)的床身上，用于與兩檔尺配合采集工作臺的位置信息；信號采集器的信號輸出端與可編程控制器(PLC)的信號輸入端連接。
2、 如權(quán)利要求l所述的電子換向龍門刨床，其特征在于前進(jìn)、后退兩擋 尺分設(shè)在工作臺一側(cè)的兩端部，所述的信號采集器包括采集工作臺位置信號的 三個接近開關(guān)，設(shè)置在同側(cè)床身上，其中，第一接近開關(guān)相對兩擋尺設(shè)置在工 作臺前進(jìn)方向需減速及停止后退向前進(jìn)方向換向的位置，第二接近開關(guān)相對兩 擋尺設(shè)置在工作臺后退方向需減速及停止前進(jìn)向后退方向換向的位置，第三接 近開關(guān)相對兩擋尺設(shè)置在工作臺前進(jìn)及后退方向的極限位置；第一、二、三接 近開關(guān)的信號輸出端分別與可編程控制器(PLC)的相應(yīng)信號輸入端連接。
3、 如權(quán)利要求2所述的電子換向龍門刨床，其特征在于前進(jìn)、后退兩擋 尺呈內(nèi)側(cè)相對的L形，均由水平方向、豎直方向兩板連接而成，豎直方向的板 于工作臺運(yùn)行方向的長度長于水平方向的板；水平方向的板安裝在工作臺上， 豎直方向的板設(shè)置在床身外側(cè)；第一、二接近開關(guān)朝向兩擋尺豎直板的方向設(shè) 置，第三接近開關(guān)朝向兩擋尺水平板的方向設(shè)置。
4、 如權(quán)利要求3所述的電子換向龍門刨床，其特征在于所述的信號采集 器還包括一接近開關(guān)盒，設(shè)置在床身側(cè)面，第一、第二接近開關(guān)分別設(shè)置在接 近開關(guān)盒內(nèi)豎向側(cè)面的兩端部，第三接近開關(guān)設(shè)置在接近開關(guān)盒的上側(cè)面。
5、 一種電子換向龍門刨床的換向控制方法，其特征在于包括如下步驟a) 、打開可編程控制器(PLC)上的工作臺自動運(yùn)行檔，通過驅(qū)動裝置控制 工作臺開始自動運(yùn)行；b) 、可編程控制器(PLC)判斷是否有快進(jìn)或快退按鈕被按下的信號輸入， 若是，進(jìn)入下一步驟c);c) 、可編程控制器(PLC)判斷工作臺的運(yùn)行方向，通過驅(qū)動裝置驅(qū)動工作 臺相應(yīng)前進(jìn)或后退，前進(jìn)及后退擋尺被帶動前進(jìn)或后退；d) 、可編程控制器(PLC)判斷其輸入端是否有第一接近開關(guān)的輸出信號輸 入，后退時是判斷其輸入端是否有第二接近開關(guān)的輸出信號輸入若有，通過 驅(qū)動裝置控制工作臺減速；若沒有，繼續(xù)通過驅(qū)動裝置驅(qū)動工作臺前進(jìn)或后退；e) 、可編程控制器(PLC)判斷其輸入端是否有第一、第二兩接近開關(guān)同時 輸送來的信號若有，通過驅(qū)動裝置控制工作臺換向；若沒有，繼續(xù)通過驅(qū)動 裝置控制工作臺減速；f) 、可編程控制器(PLC)判斷其輸入端是否有第三接近開關(guān)輸送來的信號， 若有，通過驅(qū)動裝置控制工作臺停止運(yùn)行；若沒有，進(jìn)入步驟c)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電子換向龍門刨床及其換向控制方法，該刨床包括床身、工作臺、控制裝置和換向信號采集裝置，所述控制裝置包括可編程控制器(PLC)，可編程控制器的控制信號輸出端與驅(qū)動裝置的控制信號輸入端連接，所述換向信號采集裝置包括信號采集器和前進(jìn)、后退兩擋尺，前進(jìn)、后退兩擋尺分別設(shè)置在工作臺行走方向側(cè)面的兩端部，信號采集器設(shè)置在與相應(yīng)擋尺同側(cè)的床身上，與兩檔尺配合采集工作臺的位置信息；信號采集器的信號輸出端與可編程控制器的信號輸入端連接。前進(jìn)、后退兩擋尺隨工作臺運(yùn)動可反應(yīng)工作臺的位置信息，信號采集器采集兩擋尺的位置信息，輸送給可編程控制器，可編程控制器判斷并控制工作臺減速、換向或停車。
文檔編號G05D3/20GK101436075SQ20071018995
公開日2009年5月20日 申請日期2007年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月13日
發(fā)明者劉文勝, 曹志斌, 瀾 袁 申請人:河南科技大學(xué)