C5235雙柱立式車床是武漢重型機(jī)床廠70年代生產(chǎn)的大型車床，主要加工大型碎礦，選礦備件，是公司的重要設(shè)備。其采用接觸器和繼電器進(jìn)行控制，近年來由于線路老化，接點(diǎn)燒損，電器故障頻繁發(fā)生，控制回路多，故障難以及時排查，加之電子元件改型，給車床的維護(hù)檢修帶來極大困難，但考慮到車床主體剛性較好以及節(jié)省費(fèi)用，經(jīng)研究決定只保留C5235雙柱立式車床主體，其它部分全部改造或更新，設(shè)計(jì)方案采用PLC模塊作核心部件，用變頻器驅(qū)動主電機(jī)帶動工作盤，左右立柱采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動進(jìn)給運(yùn)動，更換進(jìn)給運(yùn)動的滑動絲桿傳動為滾珠絲桿傳動，用觸摸屏代替控制柜實(shí)現(xiàn)脈時顯示與控制。配置脈沖發(fā)生器實(shí)現(xiàn)螺紋加工功能，配置自動轉(zhuǎn)位刀架實(shí)現(xiàn)自動換刀功能。

1 PLC數(shù)控系統(tǒng)的控制原理

　　PLC靠運(yùn)行儲存與PLC內(nèi)存中的程序，進(jìn)行人出信息變化來實(shí)現(xiàn)控制。普通計(jì)算機(jī)進(jìn)行人出信息交換，多只考慮信息本身，信息的人出，只要人機(jī)界面好就可以了，而PLC則還要考慮信息入出的可靠性，實(shí)時性以及信息的使用等問題，特別應(yīng)考慮怎么適應(yīng)于工業(yè)環(huán)境，如便于安裝抗干擾等問題。數(shù)控化改造工作就是將刀架、x、z向進(jìn)給改為數(shù)控控制，根據(jù)改造特點(diǎn)，伺服元件采用步進(jìn)電機(jī)，實(shí)行開環(huán)控制系統(tǒng)就能滿足要求。z向脈沖當(dāng)量取0.01 mm，x向脈沖當(dāng)量取0.005mm。C5235雙柱立式車床數(shù)控化改造采用SIEMENS6ES6440-2UD35-5FAI變頻器、松下MHMA 40ZAIG伺服電機(jī)、SIEMENS 6E6721 6-2BD23-OXBO PLC等元件組成控制系統(tǒng)。驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)脈沖信號由編程產(chǎn)生，通過程序產(chǎn)生不同頻率脈沖實(shí)現(xiàn)變速。x、z向動作可通過輸入手動操作或程序自動控制。車螺紋的脈沖信號由主軸脈沖發(fā)生器產(chǎn)生，通過與門電路接入PLC輸入端，經(jīng)PLC程序變頻得到所需導(dǎo)程的脈沖。刀架轉(zhuǎn)位、車刀進(jìn)、退可由手動或自動程序控制。圖1為數(shù)控系統(tǒng)原理圖。

圖1數(shù)控系統(tǒng)原理圖

2 C5235雙柱立式車床的編程結(jié)構(gòu)

　　C5235雙柱立式車床程序包括1個主程序(OBl)以及11個子程序，其中包含5個接口子程變頻器控制子程序：

　　PWMO—RON(SBRl)PWML-RON(SBR2)

　　控制子程序：ASIO-CTRL(SBR8)

　　讀子程序：ASIO-READ(SBR9)

　　寫子程序：ASIO-WRITE(SBRl 0)1個人機(jī)界面(觸摸屏)子程序：HSC-INrr(SBR7)5個控制部分子程序：

　　工作臺速度控制子程序：SBR-0(SBRO)

　　左立柱控制子程序：SBR-3(SBR3)

　　右立柱控制子程序：SBR-4(SBR4)

　　左刀架控制子程序：SBR-7(SBR5)

　　右刀架控制子程序：SBR-6(SBR6)

　　2.1 主程序(OB1)

　　主程序包含故障指示報(bào)警，導(dǎo)軌溫度保護(hù)，齒輪嚙合，油泵運(yùn)行反饋，刀架伺服，橫梁夾緊，工作臺正常工作等控制方面。其故障指示報(bào)警和齒輪嚙合梯形圖指令程序見圖2。

圖2報(bào)警和齒輪嚙合梯形

　　2.2 子程序梯形圖指令程序

　　左刀架控制子程序SBR-7(SBR5)部分梯形圖指令程序如圖3。

圖3左刀架控制子程序部分梯形圖

3 結(jié)束語

　　C5235雙柱立式車床采用PLC程序控制后使車床性能得到了提升：實(shí)現(xiàn)了精確控制與顯示，加工錐體不再板立柱，安裝專用掛輪系統(tǒng)，而只需輸入指令，并且通過專用軟件可與生產(chǎn)管理系統(tǒng)相連接，在后續(xù)通過編程還可實(shí)現(xiàn)球面，拋物面和復(fù)雜曲面加工以及軟件升級與開發(fā)。

　　編者認(rèn)為采用PLC作為車床的數(shù)控系統(tǒng)成本低、系統(tǒng)簡單、調(diào)整方便，滿足了車床對加工精度、表面質(zhì)量，生產(chǎn)率以及使用壽命的要求，各項(xiàng)性能指標(biāo)與數(shù)控車床基本接近，具有一定經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性和穩(wěn)定性，值得推廣。