1 引言

　　M7475型立軸圓臺(tái)平面磨床是主要使用立式砂輪端面對(duì)工件進(jìn)行磨削加工的高效率平面磨床，主要用來(lái)粗磨毛坯或磨削一般精度工作，適宜成批生產(chǎn)的車(chē)間使用。M7475型立軸圓臺(tái)平面磨床主要由床身、垂直進(jìn)給手輪、工作臺(tái)、位置行程擋塊、砂輪修正器、電磁吸力調(diào)整手輪、磨頭和電氣操縱按鈕等部件組成。外形如圖1所示，該平面磨床共有六臺(tái)電動(dòng)機(jī)：砂輪電動(dòng)機(jī)是主運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，直接帶動(dòng)砂輪旋輪，對(duì)工件進(jìn)行磨削加工；砂輪升降電動(dòng)機(jī)使拖板沿立柱導(dǎo)軌上下移動(dòng)，用以調(diào)整砂輪位置；工作臺(tái)移動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)工作臺(tái)進(jìn)入、退出；工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)高速和低速轉(zhuǎn)動(dòng)；自動(dòng)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)磨頭對(duì)工件自動(dòng)磨削；冷卻泵電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)冷卻泵供給砂輪和工件冷卻液，從而對(duì)工件和砂輪冷卻，同時(shí)利用冷卻液帶走磨下的鐵屑。

2 M7475型立軸圓臺(tái)平面磨床控制要求

　　M7475型立軸圓臺(tái)平面磨床主電路如圖2所示。從圖中可以看出，M7475型立軸圓臺(tái)平面磨床由六臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)：即砂輪電動(dòng)機(jī)M1、工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)M2、工作臺(tái)移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3、砂輪升降電動(dòng)機(jī)M4、冷卻泵電動(dòng)機(jī)M5、自動(dòng)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M6。

　　分析控制對(duì)象，確定M7475型立軸圓臺(tái)平面磨床運(yùn)動(dòng)要求如下：

　　(1)機(jī)床的電氣控制部分采用可編程序控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)磨床的手動(dòng)、自動(dòng)控制及對(duì)工作臺(tái)、冷卻泵及電磁吸盤(pán)的控制。

　　(2)動(dòng)作要求：砂輪升降(手動(dòng)和自動(dòng))、工作臺(tái)移動(dòng)、工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)。另外電磁吸盤(pán)不工作時(shí)可以手動(dòng)調(diào)整機(jī)床。

　　(3)為保證安全生產(chǎn)，電磁盤(pán)與工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)、砂輪轉(zhuǎn)動(dòng)、磨頭垂直進(jìn)給采用聯(lián)鎖控制裝置，即電磁盤(pán)電流小于1A時(shí)，吸力不足時(shí)機(jī)床要停止工作。

　　(4)電磁吸盤(pán)具有充、退磁功能。

　　(5)冷卻泵電機(jī)、電磁吸盤(pán)為了方便運(yùn)輸可選用分離式插拔接頭。

　　(6)由于所吸工件不同，要求電磁吸盤(pán)的電流可以調(diào)節(jié)，并且有顯示。

(7)電路中所有斷路后能儲(chǔ)存能量的電器要有保護(hù)。

3 M7475型立軸圓臺(tái)平面磨床PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　3.1 PLC選型及I／O分配

　　PLC是控制系統(tǒng)的核心部件，正確選擇PLC對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)起著重要的作用。西門(mén)子s7—200 PLC適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合的檢測(cè)、監(jiān)控及控制的自動(dòng)化。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的控制。包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等，具有極高的性價(jià)比。

　　分析輸入、輸出點(diǎn)數(shù)分別為23、19個(gè)，M7475型立軸圓臺(tái)平面磨床PLC的I／O分配見(jiàn)表1。

　　3.2 控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)

　　(1)砂輪電動(dòng)機(jī)Y-△降壓?jiǎn)?dòng)控制程序。由于砂輪電動(dòng)機(jī)的容量要求較大，為避免因電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大而出現(xiàn)故障，所以砂輪電動(dòng)機(jī)采用了Y-△降壓?jiǎn)?dòng)。為避免電動(dòng)機(jī)作Y-△降壓?jiǎn)?dòng)時(shí)，電弧沒(méi)有完全消滅而引起短路，因此在控制程序中加了一個(gè)定時(shí)器控制，在電弧完全消滅的情況下再降至△全壓運(yùn)行。

　　(2)工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)控制程序。為防止磨床在磨削的過(guò)程中，電磁吸盤(pán)因欠電流導(dǎo)致吸力太小從而工件脫離工作臺(tái)，因此必須在此控制程序中加入電磁吸盤(pán)欠電流連鎖控制，在電磁吸盤(pán)欠電流的情況下工作臺(tái)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

　　(3)工作臺(tái)移動(dòng)電動(dòng)機(jī)控制程序。工作臺(tái)移動(dòng)電動(dòng)機(jī)的縱向進(jìn)給是點(diǎn)動(dòng)控制，并且是通過(guò)電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)生反轉(zhuǎn)，因此在控制程序中須加入工作臺(tái)移動(dòng)電動(dòng)機(jī)退出、進(jìn)入連鎖控制。

　　(4)砂輪升降電動(dòng)機(jī)控制程序。砂輪上升、下降分為手動(dòng)和自動(dòng)控制，上升和下降是通過(guò)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，同理也須在程序中加入上升和下降連鎖控制。

　　(5)自動(dòng)進(jìn)給控制程序。自動(dòng)進(jìn)給是帶動(dòng)砂輪自動(dòng)向下對(duì)工件進(jìn)行磨削加工，其向下進(jìn)給量由自動(dòng)進(jìn)給電磁鐵控制，當(dāng)出現(xiàn)電磁吸盤(pán)欠電流或加工完畢時(shí)，電磁鐵失電，自動(dòng)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M6停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

　　綜上所述，根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，結(jié)合控制電路原理圖和PLC編程特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)梯形圖程序如圖3所示。

4 結(jié)語(yǔ)

　　使用PLC改造該機(jī)床電氣系統(tǒng)后，去掉了原機(jī)床的中間繼電器、時(shí)間繼電器等，使線路大大簡(jiǎn)化，維修方便。同時(shí)，由于PLC具有高可靠性，輸入輸出部分還有信號(hào)指示，不僅使電氣故障次數(shù)大大減少，而且還給準(zhǔn)確判斷電器故障的發(fā)生部位提供了很大方便。改造后實(shí)現(xiàn)了磨床運(yùn)行的自動(dòng)化，工作安全可靠，系統(tǒng)運(yùn)行情況良好，磨削精度更高，機(jī)床的工作效率更高。