D51KY-160E立式数控辗环机控制系统设计

乔俊杰，任德志

(河南科技大学，河南 洛阳 471003)

国产D51系列立式辗环机一直采用人工操作的方式加工轴承套圈[1]，该设备对操作工人的经验要求非常高，且劳动环境差、强度较大。由于产品尺寸不稳定，需要通过外加整形机进行尺寸矫正。

为保证小型立式辗环机的加工精度，提高产品加工效率，在D51Y-160E型液压手动辗环机的基础上研制出D51KY-160E型立式数控辗环机，其结合轴承套圈热辗扩工艺的实际情况，采用PLC控制液压伺服比例阀的方式推动主滑块进给，采用光栅尺主动测量辗扩过程中轴承套圈尺寸变化，全自动化生产，不需要人工干预，保证了工件的辗扩精度和零件尺寸稳定。下文主要对该设备的控制系统进行介绍。

1 硬件构成

D51YK-160E数控辗环机结构如图1所示，控制系统硬件组成如图2所示。

1—伺服油缸；2—滑块；3—滑块光栅尺；4—辗压轮；5—芯轴；6—推力轮；7—套圈；8—信号轮；9—测量光栅尺

图2 控制系统硬件系统框图

控制系统主要由PLC、触摸屏、伺服比例阀放大器、光栅尺、高速计数模块、数模转换模块等组成。PLC作为整个控制系统的运算处理中心，按照触摸屏设定的工艺参数负责对整个加工过程进行监控，通过数模转换模块完成对电液比例阀的实时控制，实现对液压缸行程位置的控制，并通过编码器接口控制获得运动位置反馈信息。利用光栅尺主动测量辗扩过程中套圈尺寸实时变化状况，当尺寸达到产品预设值时，开始整圆。

PLC采用三菱公司FX3U-80MT小型高速逻辑可编程控制器，具有高速的运算速度和丰富的运算指令，还具有模拟控制、运动控制、高速计数等专用模块[2]。……