直齿花键拉刀磨床电气系统的设计方案

电气系统设计的目的是将磨床机械部分与电气部分有机地结合起来，使磨削加工成为高精度、高效率、安全可靠的全自动化生产。

电气系统设计总体上包括硬件、电气系统调试、软件三大部分。

硬件设计的原则是在满足磨削功能的前提下，降低成本；系统调试的原则是将标准的840D系统通过调整相关参数使之符合直齿花键拉刀磨床工作特性；软件设计的原则是采用结构化程序设计，对每个部件的运行要进行安全可靠的动态控制，并具有丰富的信息指示。

（1）电气系统硬件设计 NC硬件设计主要是数控轴的设计。本磨床的数控轴有X、Y、A、U、W、B、SP七个，名称分别是：X轴——工作台移动轴；Y轴——磨头进给轴；A轴——分度旋转轴；U轴——修整器纵向移动轴（平行于X轴）；W轴——修整器横向移动轴（平行于Z轴）；B轴——修整器旋转轴；SP轴——砂轮主轴。

PLC硬件设计主要是指对外部执行部件监控电路的设计。它包括机床控制面板、机床辅助控制面板、驱动系统、液压系统、冷却系统等电气系统，这些电气的信号都要与840D的PLC模块（I/O输入输出模块）连接。

（2）电气系统调试 电气系统调试是对配置好的数控硬件系统进行相关参数的调整，使之符合直齿花键拉刀磨床的工作要求。主要包括NC机床数据和PLC机床数据调整。

NC机床数据调整主要是直齿花键拉刀磨床各轴参数的设置。其关键参数如下：

设置直齿花键拉刀磨床具有一个方式组、一个通道、六个进给轴、一个主轴；六个进给轴各位置环测量接口，一个主轴速度环控制接口；设置六个进给轴可计算的位置控制参数，如位置当量值、理论速度值等参数；设置六个进给轴运动特性的位控参数，如位置增益、加速度、轴速度等参数。轴的运动特性与磨床的机械结构、磨损程度等有密切的关系。

轴的位控参数是根据轴的运动特性来设定。轴的位置增益是反映位置环中对轴运动位置的动态跟踪特性。(www.xing528.com)

轴的位置加速度反映位置环在轴起动到设定速度和设定速度到停止期间，运动位置的加速、减速特性。

轴的速度能反映出磨床的工作效率，速度越大，效率越高。它一般分为最大速度、手动快速度、手动速度、回零速度等。轴的位置增益与加速度也是互相影响。

（3）电气控制软件设计 电气控制软件设计主要是指PLC程序的设计。在PLC系统中，为用户设计了标准的接口模块，即OB块，除OB块外，还有受OB块调用的FB、FC、DB块。用户控制软件就编写在这些块中，它是用西门子STEP7语言编制而成的。在本控制软件中，OB块只使用OB100和OB1，程序块FC是按照控制对象功能编制的，采用结构化编程。

设计主要完成：

1）初始化处理程序。

2）基本信号处理程序（包括机床控制键盘、NC系统的通道、进给、砂轮轴等、轴限位信号、轴回参考点信号、急停处理）。

3）异步电动机处理程序（包括冷却水、液压、电气系统、润滑系统等的控制处理）

4）电磁阀处理程序（包括工件、砂轮、冷却、液压开/关、工件夹紧/松开）安全保护程序。安全保护系统在磨床中起着很重要的作用。它第一保护人的生命安全，第二避免设备受损。