引言

    各類(lèi)數(shù)控機(jī)床的任務(wù)可分為兩大類(lèi) ：一類(lèi)是實(shí)現(xiàn)刀具對(duì)工件各坐標(biāo)軸幾何運(yùn)動(dòng)規(guī)律的數(shù)字控制，它由CNC 裝置實(shí)現(xiàn)，另一類(lèi)是輔助機(jī)械的順序控制，它是在數(shù)控機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中，根據(jù)CNC內(nèi)部標(biāo)志以及機(jī)床各操作開(kāi)關(guān)實(shí)際運(yùn)行的狀態(tài)，按預(yù)先規(guī)定的邏輯順序如主軸速度（S 功能）、刀庫(kù)管理（T功能）、工件的夾緊、松開(kāi)、冷卻液系統(tǒng)（M功能）的運(yùn)行、主軸的高、中、低速檔等功能的實(shí)現(xiàn)，這類(lèi)任務(wù)由PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)的。數(shù)控機(jī)床所用的PLC可分為兩種類(lèi)型：一類(lèi)型是專(zhuān)為實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床順序控制而設(shè)計(jì)、制造的“內(nèi)置型”P(pán)LC，它從屬于CNC裝置，與CNC 共用硬件資源，PLC 和CNC 間信號(hào)傳送在計(jì)算機(jī)內(nèi)部即可實(shí)現(xiàn)其編程靈活、指令系統(tǒng)和容量大；另一種類(lèi)型是獨(dú)立于CNC裝置，有完備的硬件和軟件功能，能獨(dú)立完成控制任務(wù)，以滿(mǎn)足數(shù)控機(jī)床或其它順序控制領(lǐng)域要求的“通用型”P(pán)LC；本文介紹的PLC-SR-21 即是通用型的可編程序控制器。

1 XK5632 數(shù)控機(jī)床的組成

    XK5632 數(shù)控機(jī)床組成如圖1 所示。CNC 根據(jù)操作面板（MDI）輸入的零件加工程序作相應(yīng)處理后，輸出命令到相應(yīng)的執(zhí)行部件主軸、進(jìn)給伺服單服、PLC等，所有這些工作有CNC內(nèi)硬件和軟件協(xié)調(diào)后，合理組織，使系統(tǒng)有條不紊地協(xié)調(diào)工作。

    XK5632是較為精密的數(shù)控床身銑床，不僅將X、Y、Z等軸進(jìn)給伺服電動(dòng)機(jī)編碼器反饋的轉(zhuǎn)速信號(hào)反饋回CNC，還將X、Y、Z等軸光柵位移的信號(hào)反饋回CNC，將設(shè)定的位移量與實(shí)際位移量進(jìn)行比較形成全反饋控制系統(tǒng)。PLC-SR-21是接收機(jī)床及CNC的M、S、T指令，同時(shí)接收MDI 面板和機(jī)床的I/O信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行譯碼，根據(jù)已編好的控制程序轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)，控制輔助機(jī)械完成相應(yīng)的開(kāi)關(guān)量信號(hào)。

圖1 數(shù)控機(jī)床組成框圖

2 XK5632 數(shù)控銑床簡(jiǎn)介

    數(shù)控床身銑床既可以進(jìn)行銑削加工，也可以鉆、鏜、擴(kuò)、鉸孔加工，銑削加工時(shí)，刀具裝夾在機(jī)床主軸上作高速旋轉(zhuǎn)，構(gòu)成機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)，工件固定在工作臺(tái)上，隨工作臺(tái)移動(dòng)，構(gòu)成機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。既可進(jìn)行坐標(biāo)鏜孔，又可精確、高效地完成平面內(nèi)具有各種復(fù)雜曲線的凸輪、樣板、壓模、弧形槽等零件的自動(dòng)加工，在機(jī)加工領(lǐng)域具有廣泛的用途。機(jī)床機(jī)械部分主要包括底座、立柱、工作臺(tái)、主軸箱、冷卻及潤(rùn)滑部分等組成。XK5632數(shù)控銑床采用“鑲鋼—貼塑”導(dǎo)軌副，配以定時(shí)定量自動(dòng)潤(rùn)滑裝置，使動(dòng)靜響應(yīng)特別好，進(jìn)給伺服電機(jī)與滾珠絲直連，絲杠安裝時(shí)進(jìn)行了預(yù)拉伸，提高了傳動(dòng)剛度和傳動(dòng)精度。主軸具有二檔或三檔滑移齒輪變速與主軸伺服驅(qū)動(dòng)無(wú)級(jí)調(diào)速配合的無(wú)級(jí)變速形式，具有變速范圍寬，輸出功率大的特點(diǎn)。液壓系統(tǒng)主要用于主軸齒輪變檔和松刀，當(dāng)需要主軸變檔時(shí)由PLC輸出，使電磁閥動(dòng)作，由變速油缸推動(dòng)滑移齒輪到變檔目的位，主軸拉刀采用優(yōu)質(zhì)碟形彈簧。松刀時(shí)油缸推動(dòng)碟形彈簧使刀桿下移，松開(kāi)拉刀機(jī)構(gòu)。

3 梯形圖及程序

    3.1 輸入輸出信息及M 功能BCD 碼輸出

    可編程控制器的輸入輸出分配表見(jiàn)表1 所示。

    00～25 為可編程控制器的輸入信號(hào)，40～77 為可編程控制器的輸出信號(hào)，輸入、輸出繼電器、內(nèi)部中間繼電器、計(jì)數(shù)器、定時(shí)器等均為八進(jìn)制，PLC-SR-21內(nèi)部輸入、輸出、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器等進(jìn)行統(tǒng)一編址。

表1 輸入輸出分配表

    M選通功能BCD 碼輸出的邏輯關(guān)系見(jiàn)下面梯形圖如圖2 所示。中間繼電器203～207 和214 分別執(zhí)行的是M03、M04、M05、M08、M09 和M14 的M功能。

 3.2 梯形圖

    由PLC控制的XK5632輔助機(jī)械順序控制如圖3所示。它包括了急停系統(tǒng)啟動(dòng)、循環(huán)停止、進(jìn)給保持、齒輪的高低檔、M功能BCD 碼、主軸正反轉(zhuǎn)、主軸制動(dòng)、潤(rùn)滑、冷卻、升降臺(tái)上升下降和故障輸出等等功能的處理。

圖2 M功能BCD碼輸出

圖3 梯形圖

4 結(jié)論

    隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，可編程控制器控制的設(shè)備已由單機(jī)擴(kuò)展到FMS(柔性制造系統(tǒng))、CIMS（現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)）等。PLC有較好的邏輯處理功能，在工業(yè)控制領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用空間。PLC-SR-21 為“通用型”的可編程控制器，它的機(jī)架、CPU模塊、輸入輸出模塊、信號(hào)模塊、功能模塊、電源模塊等是分開(kāi)的，應(yīng)用非常方面。由于具有強(qiáng)大的編程功能，靈活的應(yīng)用能力，在數(shù)控機(jī)床中，應(yīng)用相當(dāng)廣泛。實(shí)踐證明，PLC-SR-21 在數(shù)控銑床XK5632 的應(yīng)用中，具有相當(dāng)好的穩(wěn)定性，提高了XK5632 的工作效率和自動(dòng)化水平。