0 引言

　　可編程控制器(PLC)具有通用性強(qiáng)、使用方便、可靠性高、編程簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，是我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)的重要裝備。利用PLC 對(duì)傳統(tǒng)繼電器控制機(jī)床進(jìn)行技術(shù)改造，是節(jié)約資金、提高設(shè)備自動(dòng)化程度的一種有效途徑。本文介紹了我單位一臺(tái)T7040 金剛鏜床的技術(shù)改造， 并根據(jù)產(chǎn)品加工過(guò)程， 設(shè)計(jì)了PLC控制程序。

1 T7040 鏜床的電氣控制要求

　　T7040 金剛鏜床是用于精密鏜孔的鏜床， 工作臺(tái)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由液壓缸拖動(dòng)， 鏜頭采用2 臺(tái)TJ6 靜壓精密鏜頭， 液壓泵及兩鏜頭主軸均由電機(jī)帶動(dòng)，能夠以很小的進(jìn)給量和很高的切削速度進(jìn)行加工，其控制要求如下。

　　(1)兩鏜頭分別由2 臺(tái)電機(jī)帶動(dòng)，鏜床工作臺(tái)由液壓缸拖動(dòng)， 因此機(jī)床電氣系統(tǒng)中共有3 臺(tái)電機(jī)。

　　(2)為縮短輔助工作時(shí)間，鏜頭主軸電機(jī)應(yīng)采取有效的制動(dòng)控制。

　　(3)有電源信號(hào)燈、照明燈等輔助電氣設(shè)備。T7040 鏜床的主電路設(shè)計(jì)如圖1 所示。主電路中，M1、M2 為鏜頭主軸電機(jī)， 接整流裝置實(shí)現(xiàn)能耗制動(dòng)控制，M3 為液壓泵電機(jī)，M1、M2、M3 分別用熱繼電器FR2、FR3、FR4 作過(guò)載保護(hù)。QS1 為閉合電源切斷開(kāi)關(guān)，F(xiàn)R1 為電源過(guò)載保護(hù)， 熔斷器FU1 為電源短路保護(hù)， 其余各處使用FU2～FU5 作短路保護(hù)。變壓器輸出220 V 電源接PLC，輸出24 V 電源接信號(hào)燈和照明燈。

2 控制電路設(shè)計(jì)

　　2.1 產(chǎn)品加工過(guò)程

　　我單位T7040 鏜床專用于連桿精鏜大小孔工序，工藝過(guò)程為：①液壓缸起動(dòng)，工作臺(tái)快進(jìn)→②鏜頭1 起動(dòng)， 工作臺(tái)工進(jìn)， 鏜削連桿大孔→③鏜頭1停止，鏜頭2 起動(dòng)，工作臺(tái)繼續(xù)工進(jìn)，鏜削連桿小孔→④工作臺(tái)達(dá)到終點(diǎn)，結(jié)束進(jìn)給，鏜頭2 停止→⑤操作者取下工件，按“工作臺(tái)快退”按鈕，工作臺(tái)快速退回原點(diǎn)，結(jié)束一次加工。

　　2.2 PLC 的型號(hào)選擇，I/O 分配

　　為實(shí)現(xiàn)上述加工過(guò)程，系統(tǒng)共需開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn)19 個(gè)，開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)11 個(gè)，選擇三菱公司的FX2N-48MR(24 點(diǎn)繼電器輸入/24 點(diǎn)繼電器輸出)PLC，其I/O 分配情況分別見(jiàn)表1、表2。

　　2.3 控制電路設(shè)計(jì)

　　PLC 控制系統(tǒng)I/O 接線的設(shè)計(jì)如圖2 所示。

3 PLC 程序設(shè)計(jì)

　　3.1 梯形圖設(shè)計(jì)

　　T7040 鏜床中要控制的元件較多，既有繼電器，又有液壓電磁閥，各個(gè)元件動(dòng)作需協(xié)調(diào)一致。在控制系統(tǒng)中，PLC 輸入開(kāi)關(guān)量為按鈕和行程開(kāi)關(guān)信號(hào)，輸出為線圈控制信號(hào)和信號(hào)燈。梯形圖設(shè)計(jì)如圖3所示。

　　3.2 梯形圖過(guò)程分析

　　根據(jù)產(chǎn)品工序過(guò)程需要，程序設(shè)計(jì)了手動(dòng)和自動(dòng)2 種模式，由SA1 選擇器開(kāi)關(guān)切換操作方式。

　　(1)手動(dòng)模式

　　SB3、SB4 是工作臺(tái)液壓缸電磁換向閥的按鈕開(kāi)關(guān)，在Y001、Y003 常閉線圈接通，即M1、M2 電機(jī)未起動(dòng)的情況下。當(dāng)工作臺(tái)未達(dá)到終點(diǎn)位置，即X016常閉線圈接通時(shí)， 按下SB3 按鈕，Y006 線圈得電，YV3 工作，工作臺(tái)快進(jìn);當(dāng)工作臺(tái)未退回到原點(diǎn)位置，即X002 常閉線圈接通時(shí)，按下SB4 按鈕，Y007線圈得電，YV2 工作，工作臺(tái)快退。

　　SB7、SB8 是M1 電機(jī)的起動(dòng)/停止按鈕，KM1、KM2 是M1 電機(jī)的開(kāi)關(guān)/制動(dòng)接觸器，在PLC 梯形圖中，KM1 與KM2 設(shè)計(jì)為聯(lián)鎖線路。M2 電機(jī)的控制線路也一樣。

　　(2)自動(dòng)模式

　　自動(dòng)加工根據(jù)工序過(guò)程， 采用步進(jìn)梯形圖指令編寫(xiě)。工作臺(tái)從原點(diǎn)開(kāi)始快進(jìn)，碰到SQ2 行程開(kāi)關(guān)時(shí)，Y006、Y007、Y001 得電， 換向閥YV3、調(diào)速閥YV010 工作， 工作臺(tái)以工進(jìn)速度前進(jìn)。同時(shí)，KM1 接觸器工作，M1 電機(jī)起動(dòng); 工作臺(tái)碰到SQ3行程開(kāi)關(guān)時(shí)，M1 停止，M2 起動(dòng)，工作臺(tái)繼續(xù)工進(jìn);當(dāng)工作臺(tái)到達(dá)終點(diǎn)SQ4 行程開(kāi)關(guān)處，工作臺(tái)停止，M1、M2 均不工作， 操作者將工件取下后， 按SB4按鈕，工作臺(tái)快速退回原點(diǎn)SQ1 處，等待下一次加工。

4 結(jié)語(yǔ)

　　利用PLC 對(duì)T7040 金剛鏜床的電氣系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，具有線路簡(jiǎn)單、維修調(diào)試方便等優(yōu)點(diǎn)。機(jī)床改造后，性能明顯改善，加工效率大為提高。在生產(chǎn)中，該鏜床運(yùn)行平穩(wěn)、可靠，效果良好，經(jīng)濟(jì)效益顯著。