1 引言

采用可編程控制器操作單元對(duì)普通鏜床進(jìn)行自動(dòng)控制改裝，利用可編程控制器模塊化設(shè)計(jì)、硬件配置靈活且具擴(kuò)展性的特點(diǎn)，按照機(jī)器的具體要求進(jìn)行配置，合理利用機(jī)床本體硬件資源，達(dá)到最好的實(shí)用效果。隨著現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展，對(duì)系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性要求越來越高，PLC具有控制可靠、組態(tài)靈活、體積小、功能強(qiáng)、速度快、擴(kuò)展性好等特點(diǎn)，在機(jī)床電氣控制中獲得了廣泛的應(yīng)用。

2 電氣控制要求

T610型臥式鏜床控制系統(tǒng)的主電路圖如圖1所示。其中M1為主軸電動(dòng)機(jī)，M2為液壓泵電動(dòng)機(jī)，M3為潤滑泵電動(dòng)機(jī)，M4為工作臺(tái)電動(dòng)機(jī)，M5為尾架電動(dòng)機(jī)，M6為鋼球無級(jí)變速拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)，M7為冷卻泵電動(dòng)機(jī)，KM1～KM13為接觸器，KR1～KR4為熱繼電器，RU1～FU2為熔斷器。

圖1 T610型臥式鏜床控制系統(tǒng)的主電路

電氣控制要求如下：

（1）主軸電動(dòng)機(jī)選用“△—Y”電動(dòng)機(jī)。

（2）主軸電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，利用Y型啟動(dòng)減少啟動(dòng)電流。

（3）主軸電動(dòng)機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)正、反轉(zhuǎn)，主軸電動(dòng)機(jī)低速點(diǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)主軸的正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)、反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)以調(diào)整位置。

（4）主軸電動(dòng)機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)有效快速的制動(dòng)。

（5）工作臺(tái)的運(yùn)行和停止由工作臺(tái)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，包括正、反轉(zhuǎn)控制和回轉(zhuǎn)控制，其中回轉(zhuǎn)控制分為自動(dòng)和手動(dòng)。

3 PLC控制及分析

3.1 PLC機(jī)型選擇，I/O點(diǎn)分配

根據(jù)電氣圖原理圖的需要，為能實(shí)現(xiàn)要求，這里選擇三菱FX2N-32MR-D型PLC，其I/O點(diǎn)分配如表1所示。

根據(jù)T610型臥式鏜床主要控制要求，其電氣原理圖如圖2所示。

圖2 T610型臥式鏜床電氣原理圖

圖3是T610型臥式鏜床PLC輸入輸出端接線圖。

圖3 T610型臥式鏜床PLC輸入輸出端接線圖。

3.2 PLC流程圖及梯形圖

圖4為T610型臥式鏜床的PLC控制流程圖。

圖4 鏜床PLC控制流程圖

圖5是1、610型鏜床的PLC梯形圖。

本文采用GX Developer8．0軟件設(shè)計(jì)T610型鏜床PLC的梯形圖，用軟件模擬實(shí)際操作運(yùn)行的好處是，不會(huì)損壞硬件或者造成事故。經(jīng)過反復(fù)調(diào)試和修改后的梯形圖如圖5所示。X為PLC的輸入繼電器，用于接收檢測信號(hào)、操作指令等輸入信號(hào)。Y為PLC的輸出繼電器，通過它實(shí)現(xiàn)對(duì)各負(fù)載KM或YV等的控制。PLC采用循環(huán)掃描工作方式，即在系統(tǒng)軟件的控制下，順次掃描各輸入點(diǎn)的狀態(tài)，按用戶程序運(yùn)算處理，然后順序向輸出點(diǎn)發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)。整個(gè)過程分為自診斷，與外設(shè)通訊，輸入采樣，用戶程序執(zhí)行，輸出刷新共5個(gè)階段。

其中回路1實(shí)現(xiàn)液壓泵電動(dòng)機(jī)M2和潤滑泵電動(dòng)機(jī)M3的啟動(dòng)，以保證鏜床的運(yùn)行壓力和潤滑?；芈?實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)M1的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)功能，中間繼電器M0和M1用于保證電動(dòng)機(jī)MI的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)在同一時(shí)間只有一個(gè)功能在運(yùn)行?；芈?實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)M1的Y啟動(dòng)和△正常運(yùn)行。計(jì)時(shí)繼電器TO控制電動(dòng)機(jī)M1的Y啟動(dòng)時(shí)間。回路5實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)電動(dòng)機(jī)M4的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)功能，中間繼電器M3和M4用于保證工作臺(tái)電動(dòng)機(jī)M4的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)在同一時(shí)間只有一個(gè)功能在運(yùn)行?；芈?、回路7和同路8控制工作臺(tái)的夾緊、放松、插定位銷控制。

圖5 T610型鏜床的PLC梯形圖

4 PLC梯形圖控制過程分析

（1）先按下按鈕SB1，接通X0,Y4、Y5得電，使得接觸器KM5、KM6線圈通電吸合并自鎖，液壓泵電動(dòng)機(jī)M2、潤滑泵電動(dòng)機(jī)M3啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。

（2）主軸電動(dòng)機(jī)M1正轉(zhuǎn)Y降壓啟動(dòng)、△正常運(yùn)行控制。工作臺(tái)回轉(zhuǎn)自動(dòng)控制開關(guān)SA1處于自動(dòng)狀態(tài)，即X14是閉合的，X13由于液壓泵已啟動(dòng)也處于閉合狀態(tài)，M6動(dòng)作， 按下按鈕SB4，M0動(dòng)作，Y0得電，即主軸電動(dòng)機(jī)可正轉(zhuǎn)。Y2和T0同時(shí)得電，主軸電動(dòng)機(jī)Y降壓啟動(dòng)。10s（時(shí)間可以另外設(shè)置）以后，T0動(dòng)作，Y2失電Y3得電。主軸電動(dòng)機(jī)△正常運(yùn)行。其反轉(zhuǎn)控制過程和正轉(zhuǎn)相同。其時(shí)序圖如圖6所示。

圖6 主軸電動(dòng)機(jī)M1正轉(zhuǎn)Y降壓啟動(dòng)、△正常運(yùn)行控制的時(shí)序圖

（3）主軸電動(dòng)機(jī)M1正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)、制動(dòng)停止控制。SB5為點(diǎn)動(dòng)按鈕，按下SB5主軸正轉(zhuǎn)，松開SB5后，主軸電動(dòng)機(jī)由于慣性繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，可以按下按鈕SB3使得中間繼電器M2閉合，再利用制動(dòng)電磁鐵控制主軸電動(dòng)機(jī)迅速停止，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)的功能。主軸電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)、停止制動(dòng)控制過程與正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)、停止制動(dòng)控制過程相同。

（4）工作臺(tái)正轉(zhuǎn)控制。工作臺(tái)回轉(zhuǎn)自動(dòng)及手動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1扳至“自動(dòng)”擋，按下按鈕ST8使得中間繼電器M3閉合并自保，此時(shí)Y6得電，實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)正轉(zhuǎn)。工作臺(tái)反轉(zhuǎn)控制過程和正轉(zhuǎn)相同。

（5）工作臺(tái)夾緊、放松、插定位銷控制。工作臺(tái)回轉(zhuǎn)自動(dòng)及手動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)SA4扳至“自動(dòng)”擋即X14動(dòng)作，按下按鈕SB8即X7動(dòng)作，中間繼電器M3通電閉合，Y11、Y12得電，Y12得電，接通工作臺(tái)壓力導(dǎo)軌油路，給工作臺(tái)壓力導(dǎo)軌充壓力油。Y11得電，接通工作臺(tái)夾緊機(jī)構(gòu)的放松油路，使夾緊機(jī)構(gòu)松開。工作臺(tái)夾緊機(jī)構(gòu)松開后，機(jī)械裝置壓下行程開關(guān)ST1和ST2，即X16和X17閉合，則中間繼電器M5動(dòng)作，電磁閥YV1得電，將定位銷拔出并使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的蝸輪與蝸桿嚙合。

5 結(jié)語

可編程控制器作為新一代的工業(yè)控制裝置,逐步取代了繼電接觸控制的系統(tǒng)。它具有高可靠性、設(shè)計(jì)施工周期短、調(diào)試修改方便等優(yōu)點(diǎn)。中小型PLC的價(jià)格便宜，用它來控制的臥式鏜床，電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、工作穩(wěn)定可靠、故障率低、操作系統(tǒng)便于維護(hù)、維修，提高了工效，自動(dòng)化程度高，在工業(yè)上有廣泛的應(yīng)用前景。