0 引言

　　傳統(tǒng)的鉆床加工效率低，精度不高，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，使用繼電器接觸器控制，電氣線路復(fù)雜，故障率高，操作人員的維修任務(wù)重，設(shè)備的使用率較低。用PLC控制能克服上述缺點(diǎn)，有效提高設(shè)備的使用率。

　　鉆擴(kuò)孔專用機(jī)床是典型的機(jī)、電、液一體化設(shè)備，為使生產(chǎn)控制過(guò)程更平穩(wěn)可靠，向優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)低耗要效益，采用PLC對(duì)其液壓系統(tǒng)進(jìn)行控制，是一理想的方式。本文基千S7-200介紹在全自動(dòng)雙面鉆擴(kuò)孔專用機(jī)床中通過(guò)PLC控制液壓系統(tǒng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的加工。

1 工作原理與電氣控制要求

　　全自動(dòng)雙面鉆擴(kuò)孔專用機(jī)床是對(duì)棒料兩面同時(shí)進(jìn)行鉆孔或擴(kuò)孔精加工操作，此機(jī)床的自動(dòng)化程度較高，加工精度高。其工作示煮圖如圖1所示。

　　1.1 工作原理

　　機(jī)床工作過(guò)程:首先啟動(dòng)液壓泵，按啟動(dòng)按鈕后夾緊工件→左右動(dòng)力頭同時(shí)快進(jìn)并啟動(dòng)主軸→至SQ2. SQ5動(dòng)作一工進(jìn)一至a娜. }甲動(dòng)作，死擋鐵停留一分別快退一SQ1，SQ6為ON松開工件，停主軸:如此實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)。按下停止按鈕后.需完成本次工作循環(huán)后方能停止。各種工序變換均由檔鐵控制電磁閥的動(dòng)作順序來(lái)實(shí)現(xiàn)。其加工過(guò)程如圖2所示。

　　根據(jù)上述控制過(guò)程:鉆擴(kuò)孔專用機(jī)床液壓驅(qū)動(dòng)是以液壓油為工作介質(zhì)進(jìn)行能量傳遞和控制的，其加工控制按鈕、位置開關(guān)等可作為PLC的輸入設(shè)備，通過(guò)PLC的輸出量對(duì)電磁閥進(jìn)行控制，從而控制液壓系統(tǒng)中油液的壓力、流量和流動(dòng)方向，滿足液壓系統(tǒng)對(duì)壓力、速度和換向的要求。

　　1.2 電氣控制要求

　　a)系統(tǒng)工作之前首先啟動(dòng)液壓泵，液壓泵正常工作

　　并滿足液位要求時(shí)系統(tǒng)啟動(dòng):液壓泵電動(dòng)機(jī)M1由起動(dòng)按鈕SB1和停止按鈕SB2控制KM1得電或失電實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)起停，機(jī)床所有的操作均在M1起動(dòng)后進(jìn)行。

　　b)本系統(tǒng)通過(guò)選擇開關(guān)可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)操作和自動(dòng)運(yùn)行兩種工作方式。手動(dòng)方式供維修時(shí)用，由按鈕對(duì)每一加工進(jìn)行單獨(dú)控制。全自動(dòng)方式供正常工作使用，當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，機(jī)床周而復(fù)始地執(zhí)行每步動(dòng)作，直到按下停止按鈕為止。SA1為機(jī)床手動(dòng)和自動(dòng)工作方式的轉(zhuǎn)換開關(guān)。在手動(dòng)工作方式下，由按鈕SB3, SB4實(shí)現(xiàn)左液壓滑臺(tái)前進(jìn)或后退的調(diào)整，由按鈕SB5 ,SB6實(shí)現(xiàn)右液壓滑臺(tái)前進(jìn)或后退的調(diào)整。
 
　　c)冷卻泵電動(dòng)機(jī)M4由KG9a控制得電或失電，SA2實(shí)現(xiàn)冷卻泵電動(dòng)機(jī)h44起動(dòng)和停止。

　　d)左、右鉆削動(dòng)力頭的電動(dòng)機(jī)M2, M3分別由KM2 ,KM3控制得電或失電。工作在自動(dòng)工作方式下有兩種情況，一種是左右動(dòng)力頭同時(shí)工作，另一種是左右動(dòng)力頭分別工作，這種由轉(zhuǎn)換開關(guān)Sr13實(shí)現(xiàn)。在手動(dòng)工作方式下，由按鈕SB7 . SB8實(shí)現(xiàn)左動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī)1412起動(dòng)和停止:由SB9 ，SB10實(shí)現(xiàn)右動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī)M3起動(dòng)和停止。

　　e)左右滑臺(tái)采用液壓驅(qū)動(dòng)，當(dāng)左右滑臺(tái)移動(dòng)到位壓下行程開關(guān)SQ3與SQ4后表明鉆孔到位，此時(shí)左右滑臺(tái)開始返回運(yùn)動(dòng)，當(dāng)左右滑臺(tái)壓下終點(diǎn)行程開關(guān)SQ1與SQ6后，兩動(dòng)力頭停轉(zhuǎn)且左右滑臺(tái)停止運(yùn)動(dòng)。

f)送料裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上料和卸料操作。夾具的夾緊和放松由電磁閥YV1與YV2實(shí)現(xiàn)。行程開關(guān)SQ7實(shí)現(xiàn)夾緊到位，行程開關(guān)5Q$實(shí)現(xiàn)放松到位;由按鈕SB11 ,SB12實(shí)現(xiàn)手動(dòng)夾緊和放松工件操作。

2 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　PLC是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，采用西門子公司的S7-200系列的主控模塊CPU226和數(shù)字量輸入擴(kuò)展模塊EM221 , 8點(diǎn)DC輸入8*24 V/DC )。CPU226集成24輸入/16輸出共40個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn).、可連接7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至248個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)或35路模擬量I/O點(diǎn)。26K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間:用干較高要求的控制系統(tǒng)，具有更強(qiáng)的模塊擴(kuò)展能力，更快的運(yùn)行速度和功能更強(qiáng)的內(nèi)部集成特殊功能?？赏耆m應(yīng)于一些復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)。

　　2.1  PLC輸入/輸出地址分配表

　　2.2PLC硬件接線圖(圖3)

3 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　為方便地增加或刪減程序模塊，同時(shí)也便干針對(duì)不同程序模塊進(jìn)行完善，程序設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)。整個(gè)程序包括公共程序、手動(dòng)和自動(dòng)程序。公共程序的作用是控制液壓泵的起動(dòng)和停止回4。自動(dòng)和手動(dòng)的切換由SA1實(shí)現(xiàn)，分別對(duì)應(yīng)輸人端口I0.0和I0.1,I0.0和I0.1同時(shí)只有一個(gè)接通，不能同時(shí)為IN(圖5)。手動(dòng)程序由于受篇幅限制，不再贅述。

4 總結(jié)

　　設(shè)計(jì)的全自動(dòng)雙面鉆擴(kuò)孔專用機(jī)床控制系統(tǒng)是自動(dòng)化程度比較高的系統(tǒng)，從上料到加工工件再到卸料，全過(guò)程都是通過(guò)PLC來(lái)控制，能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)雙面鉆擴(kuò)孔專用機(jī)床在無(wú)人參與情況下對(duì)成批工件進(jìn)行自動(dòng)連續(xù)加工，同時(shí)提高了加工的精度和設(shè)備使用率，降低故障率和勞動(dòng)強(qiáng)度，使得系統(tǒng)控制更加靈活，動(dòng)作精確，易于維護(hù)和檢修。