引言

　　中國加入世界貿易組織后，紡織行業為了拓展國外市場，占領市場份額，必須提高產品質量，增加產品的競爭力。這些給紡織機械行業帶來了新的機遇，為紡織行業提供高質量、高精度的紡織機械，已成為紡織機械行業一個新的經濟增長點。紡織錠桿作為紡織機械中的重要基礎部件，其精度直接影響著紡織機的加工質量。精度的提高關鍵是降低錠桿的噪聲，提高錠桿的轉速。實現這些技術的關鍵就是提高錠桿與錠盤配合面的表面光潔度，用PLC控制實現錠桿的超精完全解決了因錠桿表面光潔度造成的不良影響，具有較高的實用價值。

系統的設計思想

　　根據工藝要求，系統要實現以下功能：

　　(1)自動、手動的轉換功能。手動狀態時系統通過操作面板上不同的手動控制按鈕來完成各個動作，包括油泵起停、工件軸起停、振動電機起停、油石進出、往復電機的往復控制。自動狀態時按下“起動”按鈕，PLC則按預先設計的符合工藝要求的程序運行。

　　(2)粗、精超次數可調，超精行程可調。

　　(3)超精過程中要實現超精油石壓力的轉換。

　　(4)工件軸電機、油石振動電機要在超精過程中實現頻率變換。

控制系統的硬件設計

　　根據要求及所需的輸入輸出點數，主控制單元采用日本三菱公司的FXlN-40MT可編程控制器，該系列PLC體積小、功能強、性價比高，且提供了簡易的定位控制及脈沖輸出功能。主控制系統原理如圖1所示。

圖1 主控制原理框圖

　　在圖1的控制電路中，主要由以下幾部分組成：　　

(1)撥碼盤控制電路

　　由于錠桿類型的不同在超精過程中會有不同的要求，粗精超次數的可調整能有效地使工件達到最佳的超精效果；超精行程的可調能使該超精機適應更多類型的錠桿，擴大了加工范圍。本系統利用8421BCD撥碼盤實現粗精超次數以及超精行程的外部調整。FXlN系列的PLC具有一條數字開關指令可直接讀出撥碼盤設置的數據，省去了以往利用程序循環掃描控制每片撥碼盤公共端的通斷，每一掃描周期讀人一片撥碼盤的BCD數，然后再進行數據合并處理等一系列繁瑣的軟件設計工作。在圖1中撥碼盤控制電路用到的輸入點是X22、X23、X24和X25，用到的輸出點是Y4、Y5、Y6和Y7。

　　(2)工件軸電機及油石振動電機的變頻控制工件軸電機在加工過程中有粗精超兩個轉速，而油石的振蕩磨削也有粗精超兩個轉速，、采用西門子公司的MM420型變頻器來控制工件軸電機和油石振動電機在超精過程中的頻率變換。在圖1中利用PLC的輸出點Y13和Y14來控制工件軸電機的變頻器的變頻。利用PLC的輸出點Y15和Y16來控制油石振動電機的變頻器的變頻。

　　(3)超精頭的往復控制

　　在圖1中，利用PLC的Y0、Y1口的脈沖輸出功能控制步進電機來實現超精頭準確的往復運動。其中Y0輸出進給脈沖，Y1輸出控制進給方向。步進電機及驅動器選用國產產品。

　　(5)其他輸入輸出點

　　除了上述撥碼盤控制電路用到的輸入點之外，本系統的輸入點主要是一些手動開關或按鈕，以及行程開關。輸出點除了上述撥碼盤控制、工件軸電機及油石振動電機的變頻器的變頻控制和超精頭的往復控制這三部分用到的輸出點之外，其余的輸出點用來控制油石進出電磁閥、壓力轉換電磁閥和用來顯示故障指示。具體分配如表所示。

控制系統的軟件設計

　　軟件結構根據控制要求而設計，主要分為手動、自動及往復控制過程三大模塊，往復控制主要是指針對超精頭的往復控制，它可通過PLC本身的定位控制及脈沖輸出功能來實現，即通過對Y0、Y1口的脈沖輸出功能進行編程來實現。由于整個軟件結構較多，這里僅給出自動過程的流程圖如圖2所示，相關梯形圖如圖3所示。

圖2自動過程流程圖

圖3自動過程梯形圖

結束語

　　該控制系統充分發揮了FXlN系列PLC使用方便、軟件功能強、通用性強等特點，較好地保證了紡織錠桿的表面光潔度，超精前Ra為0.3μm，超精后Ra為0.1μm，實際使用效果比較好。該系統的設計思想也可用于其他類型的自動控制系統中，具有較高的推廣價值。