PLC在半精鏜床專用機床控制中的應用

半精鏜專用鏜床是應用于加工汽車連桿的專用設備，汽車連桿是發(fā)動機的重要組成部件，它直接影響到發(fā)動機及汽車的性能指標。如果機床電控系統(tǒng)采用繼電接觸器控制，由于使用了大量的機械觸點，導致設備的響應速度慢、可靠性差、故障率高、接線復雜、不便于調(diào)整和維修，加工產(chǎn)品的質(zhì)量無法得到可靠保證?？?a href="http://www.greenbey.cn/v/tag/1315/" target="_blank">編程序控制器具有通用性好、抗干擾能力強、性價比高等特點，運用其控制邏輯的軟件設計功能可在很大程度上改善機床電控系統(tǒng)的柔性；同時，其可靠性得到明顯增強，具有很好的社會和經(jīng)濟效益。

2 半精鏜專用機床的組成及加工工藝過程

半精鏜專用機床是由左/右滑臺、左／右動力頭、工件定位夾具、液壓站、左／右主軸電動機等組成。左／右滑臺及工件的夾緊和放松動作都由液壓提供動力。汽車連桿的加工要求精度高。在加工時，要一面兩銷定位，同時裝卡兩個工件，使兩個工一件一起加工。其自動加工工藝過程如下：

（1）在機床的初始狀態(tài)（左／右滑臺停在原位、左／右主軸停轉）時，同時裝卡兩個工件，人工認銷后，啟動機床并開始夾緊兩工件。

（2）當工件夾緊到位，且壓力繼電器動作時，開始自動拔銷。

（3）拔銷完畢，右動力頭在右滑臺的帶動下快速前進（下稱快進），同時右主軸啟動。

（4）當右滑塊快進到位時，壓迫液壓行程調(diào)速閥，自動轉為工進速度，開始對工件右面的兩個大孔和兩個小孔進行加工。工進速度行進到終點,4孔同時倒角。

（5）倒角延時完畢，右滑臺快退回原位自停，同時右主軸停轉。

（6）左動力頭在左滑臺的帶動下快進，同時左主軸啟動。

（7）當左滑臺快進到位時，壓迫液壓行程調(diào)速閥，自動轉為工進速度，開始對工件左面的兩個大孔和兩個小孔進行加工。工進速度行進到終點，4孔同時倒角。

（8）撞死鐵且保壓達到壓力后，左滑臺快退回原位自停，同時左主軸停轉。（9）接著進行自動插銷的操作，當插銷到位時自動開始放松工件。

（10）工件放松到位時，人工取下工件，一次加工過程結束。此時，機床處于初始狀態(tài)。欲進行下一次加工，要重復上述過程。自動加工工藝過程可用圖1的流程圖表示。

3 設備的控制要求

（1）該機床按要求設有手動和自動兩種控制方式。加工工件是在自動方式下進行的，兩個動力頭位置的調(diào)整、插銷／拔銷等操作，有時需用手動方式。

（2）機床必須處于初始狀態(tài)時，自動方式才可以啟動。所以，設置機床的初始狀態(tài)顯示，給操作人員提示。

（3）為了有效地防止誤操作，在啟動自動運行方式時，必須同時按住兩個按鈕才能啟動，在手動夾緊工作時，也需同時按住兩個按鈕才有效。

（4）在自動運行過程中，若誤按其他按鈕時不應影響程序的正常執(zhí)行。

（5）啟動自動運行時，處于插銷狀態(tài)下不能啟動右滑臺前進，必須在拔銷后才能啟動。

（6）當自動方式結束一個循環(huán)且對兩件連桿加工完后，機床應處于初始狀態(tài)。

4 PLC的I/O分配

半精鏜專用機床選用PLC的機型是FP1系列40點主控單元，該機24個輸人點，16個輸出點。具體I/O分配如表1所示。

5 各工步時電磁閥的狀態(tài)

各工步時電磁閥的狀態(tài)如表2,所示。表中電磁閥的狀態(tài)用“＋”和“（＋）”來表示，“＋”表示線圈接通，“（＋）”表示線圈接通后保持接通狀態(tài)。

6 各壓力繼電器的狀態(tài)

SPO：從工件夾緊到位開始的全部加工過程中一直保壓，其觸點動作，當放松工件時，觸點復位。SP1：右工進達到一定壓力時其觸點動作，右快退時觸點復位。SP2：左工進達到一定壓力時其觸點動作，左快退時觸點復位復位。

7 半精鏜專用機床PLC控制程序

圖2是半精鏜專用機床的PLC控制梯形圖，控制程序是根據(jù)工藝過程、控制要求和流程圖編制而成的。對此控制程序現(xiàn)作幾點說明：

（1）機床的自動運行方式必須在初始狀態(tài)下才能啟動，機床在原位時，右滑臺原限位開關ST4、左滑臺原限位開關ST6、插銷到位限位開關ST7、工件放松到位限位開關ST8被壓，X112, X14X15,X16開接點接通，R3線圈接通，原位指示燈亮。這時把方式選擇開關打到自動擋，XO常開點接通，R4內(nèi)部繼電器線圈接通，R4的常開接點閉合，為下一步夾緊作好準備。（2）夾緊夾緊是整個加工過程的第一步，如確定機床在原位，把選擇開關撥到自動檔，按下自動方式啟動按鈕SB7,SB8,X7,X8的常開接點閉合，Y7、Y9,YB線圈接通，驅動夾緊電磁閥（1）YV5線圈、夾緊電磁閥（2） YV7線圈、夾緊電磁閥（3） YV9線圈接通，把要加工的兩工件夾緊。如把方式選擇開關撥到手動，按下手動夾緊工件操作按鈕SB1、手動夾緊工件操作按鈕SB2，即可實現(xiàn)工件夾緊的手動操作。

（3）拔銷夾緊之后要拔銷才能進行加工。在自動方式下，R4常開接點接通，RZ是用來記憶總加工狀態(tài)的內(nèi)部繼電器，在沒有進行加工之前，R2內(nèi)部繼電器的常閉點處于接通狀態(tài)，由于夾緊過程已完成，工件夾緊壓力繼電器SPO、工件夾緊到位限位開關STl動作，XB、XF常開點閉合，YE輸出繼電器線圈接通，開始拔銷，拔銷到位后，插銷到位限位開關ST7動作，X10常閉點斷開，拔銷完成。加工前的準備工作就完成了。

（4）拔銷到位后，插銷到位限位開關ST7動作，X10常開點閉合，快進YVl線圈接通，右滑臺快進，接著主軸啟動。

（5）為防止左右滑臺不能同時快進，在左滑臺快進邏輯行串人X12的常開點，只有右滑臺在原位位時，限位開關ST4才動作，X12的常開點才能閉合，左滑臺才能快進。

8 半精鏜專用機床電控系統(tǒng)安裝時應注意以下幾個問題

（1）為防止來自電源線的干擾，電源線使用雙絞線，每根導線截面應在1.25 mm2以上，電源通過1:1的隔離變壓器供給PLC，降低電噪聲。另外為了防止電壓過高損壞PLC,電源輸人端加上壓敏電阻。（2）PLC輸人線路與動力線路不能位于同一線槽或電線管內(nèi)，三相動力線路束在一起走線，并且使兩部分盡可能相互垂直走線，輸人線也可采用屏蔽線，以防動力線路干擾輸入線路。

（3）為防止過熱,PLC不許安裝在變壓器等發(fā)熱元件的正上方，在元器件留有適當空隙，以便散熱，并且在配電箱上安裝風扇降熱。

9 結語

采用PLC對專用鏜床進行電氣控制是一種行之有效的技術進步手段。實踐證明，它降低了專用鏜床電控系統(tǒng)的故障率，大大提高了其工作的可靠性，改善了其控制性能，提高了機床的加工精度，與此同時，在一定程度上降低了設備能耗。在實際使用中，效果良好