PLC在组合机床控制中的应用

维普资讯 http://www.cqvip.com 数控技术　ＰＬＣ在组合机床控制中的应用　左　辉　（信阳技工学校，河南信阳４６４０００）　［摘要］介绍了ＰＬＣ对组合机床的控制，分析了其工作原理，详细介绍了其硬件配置和软件设计。　关键词ＰＬｃ控制系统组合机床　０引言　来自各工位的点动按钮、指示各位置的行程开关等，输　出部分主要有控制电机的接触器，指示各工位滑台动作　组合机床是一种进行特定加工的高效率、自动化专　用设备。目前，一般企业都拥有一定数量的用继电器控　制的组合机床。继电器控制方式虽然有结构简单、价格　便宜的优点，但存在着控制柜体积大、改变控制方式困　难、柔性差、故障率高，接触器触点磨损快、寿命短、　可靠性差等缺点。特别是在更换产品而改变动作循环　时，需重新设计、安装、调试，不能适应现代生产要　求，若将原系统改装为ＰＬＣ控制系统，利用ＰＬＣ对组　合机床进行控制改造，则能克服上述不足，较好地提高　了其可靠性和灵活性。　１工作原理和要求　现有一个回转式８工位组合机床，用于加工某工件　一个侧面的出油孔，主要加工动作有钻孔、扩孔、铰　孔、倒角等，加工时进刀量和精度由液压系统及机械机　构控制。机床上共有８个工位，２工位之间的夹角为　４５。，Ｉ工位用于装卸工件，其余７个工位均由ＦＣ控　制，当工件依次从Ⅱ工位转至ＩⅡ工位、Ⅳ工位……最后　又回到Ｉ工位时，表明工件的一个侧面加工完毕。　要求如下：（１）滑台动作：根据加工动作的不同，各　工位滑台完成不同的动作，如Ⅱ、Ⅳ、Ｖ工位滑台完成　快进一工进一快退；ＩＩＩ、Ⅵ工位实现分级进给，Ⅶ、Ⅷ　工位完成快进一工进一攻丝进一攻丝退一快退等。（２）回　转台完成抬起一回转一压下一复位一延时等动作。除压　下动作外均由微机程序控制实现。（３）液压系统动作按液　压传动原理图要求进行。（４）系统实现点动、半自动循环、　连续循环３种工作状态。　２硬件系统的配置　组合机床的运动控制属开关量的顺序控制，可选用　一般档次的带有移位寄存器和移位指令编程的ＰＬＣ，也　可用带有步进指令编程的ＰＬＣ。信号输入通过行程开关　控制；手动、自动的工作方式和手动进给部件选择用转换　开关选择。控制系统的执行元件用电磁阀；动力头电机　正、反转用接触器。根据动作要求，系统中的输入部分　收稿日期：２００７—０７—２８　左辉（１９６９一），女，本科，讲师。　５Ｏ　Ｉ　ＷＷＷ．ｃｈｉｎａｅｔ．ｎｅｔ　Ｉ电工技术　的指示灯等，共需输入点８４点，输出点４６点，可选择　光洋电子公司的模块式ＳＲ一２１型ＰＬＣ，需配置２４Ｖ　ＣＤ　汇点输入模块、２４Ｖ　ＣＤ输出模块、继电器输出模块、　ＡＣ输出模块等。系统框图如图１所示。　图１系统框图　３软件设计　３．１滑台调整　各工位滑台能实现点动及半自动循环操作。当各工　位处于原位时，按动半自动循环按钮，内部线圈接通并　自锁，处于半自动循环状态，否则，处于点动状态。以　Ⅱ工位为例，点动过程较简单，是指根据不同的点动按　钮，分别选择不同的功能，如快进、工进、快退等，而　半自动循环是指Ⅱ工位滑台完整实现快进、工进、快退　这一系列过程，即滑台由原位到前位，再返回原位，其　流程图如图２所示，其余工位流程图略。各工位加工记　忆依靠停电记忆线圈，仍以Ⅱ工位为例，当Ⅱ工位到达　前位后开始快退时，使Ⅱ工位记忆灯亮，当全机清０或　滑台调整实现半自动循环时，撤消记忆。其它工位类　似。当ＩＩ至Ⅷ工位都处于记忆状态时，实现整机加工记　忆。　３．２回转台调整　回转台有抬起、回转、压下、返回４个动作，在工　作方式上有点动和半自动循环２种。按动不同的点动按　钮，可分别选择不同的功能，如抬起、回转、返回等。　半自动循环是指回转台完整实现抬起后回转４５。再压下　这一系列过程。其流程图如图３所示。　维普资讯 http://www.cqvip.com

数控技术　前位，它们作为ＰＬＣ的输入信号量，以改变机床工作状　态。由于这３个行程开关指示机床的３个不同位置，因　此在任何情况下，它们中的任何两个都不能同时闭合，　若有两个同时闭合，只能说明行程开关出了故障。当各　工位行程开关有故障时，行程开关故障指示灯亮，操作　者便可寻找故障所在。　４．２电机故障　各电机空气开关出现故障时，系统无法启动。　４．３急停　加工过程中出现意外情况时，可按急停按钮，从而　实现紧急停止。发现行程开关故障时，滑台也能紧急退　回。　图２　ＩＩ工位半自动循环　５输出信号的匹配问题　／　按动回转台半＼＼　＼　自动循环按钮／　ＰＬＣ输出信号能驱动接触器、继电器、信号指示灯　１ｒ　等不同的负载。它们的允许电压和电流各不相同，如电　回转台工作记忆清０　１ｒ　磁阀，需要较大的驱动电流，而２４Ｖ　ＣＤ汇点输出模块　回转台抬起　最大输出电流只有Ｏ．５Ａ，因此需要加上放大电路，才能　驱动电磁阀动作。　回转台回转　６结束语　回转台压下　实践表明，应用ＰＬＣ实现电气控制，可以充分发挥　回转台返回　ＰＬＣ可靠性高、接线简单、学习容易、使用灵活等优　回转台加工记忆置１　点，把ＰＬＣ应用到新的自动化和智能化产品的研制和开　发上，可以大大缩短产品的研发周期，降低研发成本，　提高研发成功率和产品的可靠性，与采用微机控制系统　图３回转台半自动循环　图４连续循环　相比，研发难度也相应降低很多。所以ＰＬＣ在设备开　发、改造中可以发挥越来越大的作用。　３．３连续循环　参考文献　连续循环是机床的常用工作状态，此时，各工位、　回转台连续不停地工作。其流程图如图４所示。　…杨长能，等．可编程控制器基础及应用．重庆大学出版社，　１９９２　４故障检测及处理　［２】陈金华，等．可编程序控制器（ＰＣ）应用技术．电子工业出版　社，１９９５，３　４．１行程开关故障　［３】顾战松，等．可编程序控制器原理与应用［Ｍ】．国防工业出版　社，１９９６　各工位都在特定的位置安装了行程开关，以ＩＩ工位　［４］陈宇，等．可编程序控制器基础及编程技，　［Ｍ］．华南理工　为例，ＩＩ工位有３个行程开关，分别是原位、工进位、　大学出版社，２００２，３　中日台作聚风型实验项目建成　由日本九州大学、中国清华大学和甘肃自然能源研究所等单位共同合作研发的聚风型风力发电灌溉实验示范项目，在甘肃濒危动物研　究中心建成并投入使用。　聚风型风力发电灌溉实验示范项目，可将风能转化为电能，用电能驱动水泵提取地下水，采用先进的滴灌技术灌溉沙漠化土地上的沙　生植物，是在沙漠化地区实现风、电、水三者有机结合的高科技技术，对推进石羊河流域综合治理、拓展风能资源综合开发利用、促进环　境保护和绿色能源的推广具有重要意义。　聚风型风力发电机具有启动风速低、性能稳定、效率高等优点。其聚风结构设计使发电机的输出功率比普通风力发电机高２．５￣３倍，是目前世　界领先水平的新技术、新产品。本系统共有６台５ｋＷ风力发电机，其中４台风力发电机用于驱动水泵提取地下水，采用先进的滴灌技术用于灌溉１　万平方米沙漠化土地沙生植物，２台用于科学实验观测。本项目由日本新能源和产业技术综合开发机构（ＮＥ—ＤＯ）和中国政府资助。　电工技术ｌ　２００７　ｌ　１２期ｌ　５１