数控旧轨整形机总体与测控系统设计
摘要
为了保证运输的正常、安全的进行同时又要合理的利用旧钢轨,所以需要对旧钢轨进行重复利用,对变形的钢轨进行整形。旧轨整形是将在线路上换下的旧轨对其顶面、侧面进行铣销,去掉已老化的疲劳层,使其降级再次上线使用,从而达到延长钢轨的使用寿命。加工后使其降级成为“再用轨”。
为了完成对旧轨的铣削加工设计了专用数控钢轨铣削机床。机床的功能包括了钢轨的驱动进给、铣削量的控制和钢轨的铣削等主要功能以及夹具加紧、对刀、水平调整等辅助功能。机床的测控系统的任务主要是完成引入平台的控制,主要包括了水平调整功能和铣削量控制功能。除此之外还完成远程I／O的数据交换设计及部分控制信号的获得和处理工作。
系统的主控采用了三菱FX3U系列PLC。在引入平台控制上结合了数字量和模拟量混合转换模块,高效完成水平调整工作和铣削量控制工作。同时对系统分布式终端的信号采用三菱专用总线CC-Link传输技术。使得系统结构紧凑,传输稳定安全。此外,考虑到系统的稳定,对整个装备的抗干扰问题也做出了设计。在整个系统的软件设计方面采用了模块化的设计思路,可以直接由其他程序调用,使得设备的设计过程中可以分工合作完成。采用使用最广泛的梯形图设计语言,便于维护及阅读。
通过对本机床测控系统的研制,提高了设备的自动化程度,使得操作简单、可靠。同时又可以高效、高质量的完成旧轨的铣削加工工作。
In order to ensure the normal and safe transport and use the rail rationally,we need to reuse the rails by reshaping the distortional rails. The used rail reshaping is to mill the top and flank surface of the rail which replaced from rail lines.It makes the aging fatigue level to be replaced then the rail can be used in the rail line again.So the life of the rail is extended. After milling,the used rail can be used again.
For finishing the milling works,a numerical milling machine only for old rail has been designed.The functions of the machine include main function such as driving feed,control the processing magines.And some Accessibilitysuch an clamping fixture,test the positions of the tool and so on.The main tasks of designing the test and control system is to finish the work of controling the guide platform.Two parts are horizonal adjust and milling magine control.Except that exchange data between remote I/O and PLC, get the control signal and deal with it are also finished.
The core of the main controlling system is Mitsubishi FX3U series PLC.The analog and data exchange technology are used to control guiding platform.Finish the horizonal adjust work and control milling magine work effectively.At the same time,distributed terminal signals on the system using Mitsubishi CC-Link bus transmission technology.make the system compact and the signal transfer is stable and safe.In addition, taking into account the stability of the system the whole equipment has also made anti-interference designs.
In the entire system of software design using the modular design concept,the programs can be directly invoked by other programs.Enable the design process can be complete by a division of labor.The langue of the program is ladder diagram which can be maintained and read easily.
Through designing the test and control system the degree of automation is improved.Operate easily and reliably.At the same time can be efficient, high-quality completion of the work of the old rail milling.
为了完成对旧轨的铣削加工设计了专用数控钢轨铣削机床。机床的功能包括了钢轨的驱动进给、铣削量的控制和钢轨的铣削等主要功能以及夹具加紧、对刀、水平调整等辅助功能。机床的测控系统的任务主要是完成引入平台的控制,主要包括了水平调整功能和铣削量控制功能。除此之外还完成远程I／O的数据交换设计及部分控制信号的获得和处理工作。
系统的主控采用了三菱FX3U系列PLC。在引入平台控制上结合了数字量和模拟量混合转换模块,高效完成水平调整工作和铣削量控制工作。同时对系统分布式终端的信号采用三菱专用总线CC-Link传输技术。使得系统结构紧凑,传输稳定安全。此外,考虑到系统的稳定,对整个装备的抗干扰问题也做出了设计。在整个系统的软件设计方面采用了模块化的设计思路,可以直接由其他程序调用,使得设备的设计过程中可以分工合作完成。采用使用最广泛的梯形图设计语言,便于维护及阅读。
通过对本机床测控系统的研制,提高了设备的自动化程度,使得操作简单、可靠。同时又可以高效、高质量的完成旧轨的铣削加工工作。
In order to ensure the normal and safe transport and use the rail rationally,we need to reuse the rails by reshaping the distortional rails. The used rail reshaping is to mill the top and flank surface of the rail which replaced from rail lines.It makes the aging fatigue level to be replaced then the rail can be used in the rail line again.So the life of the rail is extended. After milling,the used rail can be used again.
For finishing the milling works,a numerical milling machine only for old rail has been designed.The functions of the machine include main function such as driving feed,control the processing magines.And some Accessibilitysuch an clamping fixture,test the positions of the tool and so on.The main tasks of designing the test and control system is to finish the work of controling the guide platform.Two parts are horizonal adjust and milling magine control.Except that exchange data between remote I/O and PLC, get the control signal and deal with it are also finished.
The core of the main controlling system is Mitsubishi FX3U series PLC.The analog and data exchange technology are used to control guiding platform.Finish the horizonal adjust work and control milling magine work effectively.At the same time,distributed terminal signals on the system using Mitsubishi CC-Link bus transmission technology.make the system compact and the signal transfer is stable and safe.In addition, taking into account the stability of the system the whole equipment has also made anti-interference designs.
In the entire system of software design using the modular design concept,the programs can be directly invoked by other programs.Enable the design process can be complete by a division of labor.The langue of the program is ladder diagram which can be maintained and read easily.
Through designing the test and control system the degree of automation is improved.Operate easily and reliably.At the same time can be efficient, high-quality completion of the work of the old rail milling.
引文
[1]赖祖武.电磁干扰防护与电磁兼容[M].北京：原子能出版社,1993。
[2]龚仲华,史建成,孙毅.三菱FX／Q系列PLC应用技术[M].北京：人民邮电出版社,2006。
[3]张松春等.电子控制设备抗干扰技术及其应用[M].北京：机械工业出版社,1995。
[4]葛长虹.工业测控系统的抗干扰技术[M].北京：冶金工业出版社,2006。
[5]杨公训.可编程序控制器(PC)的抗干扰技术[M].北京：海洋出版社,1995。
[6]施湧潮,梁福平,牛春晖.传感器检测技术[M].北京：国防工业出版社,2007。
[7]孙传友,孙晓斌.感测技术基础[M].北京：电子工业出版社,2006。
[8]屯肖夫,;稻崎,杨树人,刘瑞平,李泽.制造业传感器[M].北京：化学工业出版社,2005。
[9]张运刚,宋小春,郭武强.从入门到精通：三菱FX2NPLC技术与应用[M].北京：人民邮电出版社,2007。
[10]舒志兵,周玮,李运华,冬雷.交流伺服运动控制系统[M].北京：清华大学出版社,2006。
[11]余瑞芬.传感器原理[M].北京：航空工业出版社,1995。
[12]方佩敏.新编传感器原理·应用·电路详解.北京：电子工业出版社,1994。
[13]张运刚,宋小春,;郭武强.从入门到精通：三菱FX2NPLC技术与应用[M].北京：人民邮电出版社,2007。
[14]廖常初.FX系列PLC编程及应用[M].北京：机械工业出版社,2005。
[15]王阿根.电气可编程控制原理与应用[M].北京：清华大学出版社,2007。
[16]弭洪涛,王忠礼.PLC实用技术.北京：科学出版社,2005。
[17]薛迎成.PLC与触摸屏控制技术.北京：中国电力出版社,2008。
[18]李全利.可编程序控制器及其网络系统的综合应用技术.北京：机械工业出版社,2005。
[19]岳庆来.变频器、可编程序控制器及触摸屏综合应用技术.北京：机械工 业出版社,2006。
[20]贺哲荣,石帅军.流行PLC实用程序及设计：三菱FX2系列.西安：西安电子科技大学出版社,2006。
[21]金篆芷,王明时.现代传感技术.北京：电子工业出版社,1995。
[22]吴兴惠,王彩君.传感器与信号处理.北京：电子工业出版社,,1998。
[23]黄元庆,万瑾.现代传感技术.北京：机械工业出版社,2008。
[24]张福学.传感器应用及其电路精选=上册.北京：电子工业出版社,1991。
[25]张福学.传感器应用及其电路精选=下册.北京：电子工业出版社,1992。
[26]赵松年,张奇鹏.机电一体化机械系统设计.北京：机械工业出版社,,1996。
[27]柴瑞娟,陈海霞.西门子PLC编程技术及工程应用.北京：机械工业出版社,2006。
[28]盖勒gai leD. A. GellerDavid A,于玲.可编程序控制器原理与设计.北京：清华大学出版社,2006。
[29]金钰.伺服系统设计指导.北京：北京理工大学出版社,2000。
[30]王智兴.自动控制原理.北京：机械工业出版社,1987。
[31]杨耕,罗应立.电机与运动控制系统.北京：清华大学出版社,2006。
[32]廖常初.可编程序控制器应用技术.重庆：重庆大学出版社,1992。
[33]顾战松,陈铁年.可编程控制器原理与应用.北京：国防工业出版社,1996。
[34]郭纯生.可编程序控制器编程实战与提高.北京：电子工业出版社,2006。
[35]殷际英.光机电一体化理论基础.北京：化学工业出版社,2005。
[36]李凤阁,佟为明.电气控制与可编程序控制器应用技术.北京：机械工业出版社,2008。
[137]Mitsubishi. FX特殊功能模块手册[J].2001
[38]Mitsubinshi.HARDWARE MANUAL FX2N SERIES PROGRAMMABLE CONTROLLERS.2001
[39]Mitsubish Electric,CC-Link Mannual,2001
[40]葛长虹.工业测控系统的抗干扰技术[M].北京：冶金工业出版社,2006.
[41]Hermann K P, Neubert.Lnstrument Transduser-An Introduction to their Performance and Design, Oxford:Clarendon Press,1975
[42]Developments in measurements and instrumentation in engineerVol.1 The Institution of Mechanical Engineers
[43]蔡美琴,张为明等MCS—51系列单片机系统及其应用[M].上海：高等教育出社社
[44]余永权Flash单片机原理及应用[M].广东：电子工业出版社,1997
[45]毕成恩.现代数控机床[M].北京：机械工业出版社,1993.
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[47]刘金琪主编,机床电气自动控制[M],哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社,1999.
[48]孙传友主编,测控电路及装置[M],北京：北京航天航空大学出版社,2002
[49]杨振江主编,A/D、D/A转换器接口技术与实用线路[M],西安：西安电子科技大学出版社,1996
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