采用可调电位器控制的进给伺服系统

　　活塞环卧式车铣床，是活塞环机械加上专用设备，可实现对活塞环车削和铣开口加上。为了提高效率，在加上循环过程中要求对上进和快进速度进行无级调速，车削加上的进给速度范围为50~200mm/min快退和快进的速度最大为3000mm/min;铣削加上的进给速度范围为90~300mm/min，快退速度最大为3000mm/min。为了满足以上多功能、无级调速、N省成本的要求，这台机床的进给控制部分采用电伺服系统，而电伺服系统的控制通过PC机的PLC程序控制，执行机构的运行速度采用可调电位器的调竹，速度大小由转速计显示来完成。

1 伺服系统的硬件控制原理

　　以安川伺服、FX2N三菱PC机为例，如图1所示，将伺服系统+12VC1-48)端作为车床正向快慢速设定，-12V(1-46)端作为车床反向快速设定，利用固定R的阻值将±12V模拟电压降为士6V(机床实际速度所对应的模拟电压值范围)，通过VR1-VR3可变电阻调士6V范围之内的模拟电压值，由PC机的输出端口得电，将此信号送到速度指令输入端(1-12)}再通过伺服系统放大器以及光电编码器的的反馈处理，就可以使车床的进给或快退速度调到所需要的实际值。VR1-VR3可调电位器的阻值根据系统选定为0-2kΩ的阻值是6V电压与伺服系统输入口的额定电流的比值，其阻值为1.8kΩ。当VR调到2kSZ时，伺服执行机构快速速度就达到3000mm/min随着VR阻值由大到小，伺服执行机构运行速度就由快到慢变化，由转速计显示不同的值。车床的速度设定与VR阻值的关系如图2所示。

图1伺服系统的控制

图2 速度设定与V/R 阻值的关系 

2 PLC控制伺服驱动系统的控制原理设计

　　如图1所示，由PC机的输出端口YO得电来使伺服接通，Y0通过手动进给、快退以及自动循环启动来控制。车床的正负极限开关直接控制PC机的Y2. Y3输出端口，让伺服驱动系统的正负极限端口得电来使车床的行程达到事先调好的行程范围。通过手动让PC机的Y5、Y6、Y7得电，再调VR的阻值，使得伺服系统速度指令输入端控制进给或快退速度，让车床能按照适当的速度进行自动循环上作;若在自动循环加上过程中想改变进给速度，并且不影响运行状态，则只须调电位器的阻值大小就能实现。由循环启动开始，Y5得电则快进，当主轴定位开关一合上，Y6得电伺服执行机构就转为工进；当进给终点开关一得电Y6失电，同时主轴定位开关脱开，此时Y7得电，伺服执行机构就转为快退。整个伺服驱动系统控制过程就完成了。

　　PLC的程序控制见图3所示。

图3 伺服系统的PLC程序控制

3 结束语

　　虽然控制技术在向数字化发展，但模拟控制暂时是取代不了的。对于此活塞环卧式车铣床来说，用可调电位器改变模拟电压的大小来改变伺服系统执行机构的运行速度，使伺服系统驱动装置的应用，得到了最好的发挥，此机床不仅工作效率高，精确度也很准确，操作起来方便容易。最显著一点是只用几个可调电位器以及电阻就能完成这种复杂的一机多功能车铣床的进给调速功能，可以大大降低成本。