PLC在銑床控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

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1、PLC在銑床控制系統(tǒng)中的應(yīng)用謝保雞摘要：介紹用PLC取代X62W萬(wàn)能銑床的繼電器控制電路，闡述了PLC的設(shè)計(jì)方案；根據(jù)控制要求，確定PLC的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，進(jìn)行PLC型號(hào)選擇，對(duì)I/O地址進(jìn)行了分配，并畫(huà)出了I/O接線(xiàn)圖；根據(jù)控制原理，畫(huà)出了梯形圖。關(guān)鍵詞：可編程控制器(PLC)；銑床；控制；1引言PLC是將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域的產(chǎn)品，它具有高可靠性、編程簡(jiǎn)單、體積小功耗低等優(yōu)點(diǎn)，在短短的幾十年里得到了迅猛發(fā)展，已成為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要支柱之一目前，部分中小型企業(yè)及高校仍廣泛使用傳統(tǒng)的繼電器控制機(jī)床，這些機(jī)床經(jīng)歷了比較長(zhǎng)的歷史，雖然它能在一定范圍內(nèi)滿(mǎn)足單機(jī)和

2、自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)的需要，但由于它的電控系統(tǒng)是以繼電器、接觸器的硬連接為基礎(chǔ)的，技術(shù)上比較落后，特別是其觸點(diǎn)的可靠性問(wèn)題，直接影響了產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本。而用PLC對(duì)它進(jìn)行技術(shù)改造，便能取得很好的效果。2X62W銑床的電氣控制要求圖1是X62W銑床控制系統(tǒng)的主電路圖，其中M1是主軸電動(dòng)機(jī)，M2為冷卻泵電動(dòng)機(jī)，M3為進(jìn)給電動(dòng)機(jī)，F(xiàn)R1—FR3為熱繼電器，F(xiàn)U為熔斷器。具體控制要求如下：(1)主軸電動(dòng)機(jī)M1采取空載直接起動(dòng)，且要求實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)控制，但由于銑床在加工過(guò)程中主軸方向的改變并不頻繁，因此采用了電源相序轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA3來(lái)實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)。(2)為防止銑削時(shí)，系統(tǒng)發(fā)生振

3、動(dòng)，在主軸傳動(dòng)系統(tǒng)中裝有慣性輪，但在高速切削后，停車(chē)很費(fèi)時(shí)間，故采用電磁離合器YC1制動(dòng)。(3)工作臺(tái)的縱向、橫向和垂直三個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M3拖動(dòng)，三個(gè)方向的選擇由操縱手柄改變傳動(dòng)鏈來(lái)實(shí)現(xiàn)，每個(gè)方向有正、反向運(yùn)動(dòng)。要求M3能正、反轉(zhuǎn)，同時(shí)，一個(gè)時(shí)刻只允許工作臺(tái)向一個(gè)方向移動(dòng)，所以三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)之間應(yīng)有聯(lián)鎖保護(hù)裝置。(4)為了防止刀具和機(jī)床的損壞，要求只有主軸旋轉(zhuǎn)后，才允許有進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，而為了減小加工件表面的粗糙度，停車(chē)時(shí)要求先停進(jìn)給，然后停主軸。但由于主軸本身具有慣性，因此可以采用主軸和進(jìn)給同時(shí)停止的方式。(5)主軸運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用變速盤(pán)來(lái)進(jìn)行速度選擇，

4、為保證變速時(shí)齒輪進(jìn)入良好的嚙合狀態(tài)，兩種運(yùn)動(dòng)都要求變速時(shí)電機(jī)作瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)。(6)為操作方便，主軸電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與停止，工作臺(tái)快速移動(dòng)均采用兩地控制。(7)冷卻泵由電動(dòng)機(jī)M2拖動(dòng)，只要求實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)控制。(8)為了加工螺旋槽，在X62W銑床上安裝了圓工作臺(tái)，但要求圓工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)與工作臺(tái)的上下、左右及前后進(jìn)給運(yùn)動(dòng)之間有聯(lián)鎖保護(hù)裝置。3　PLC控制電路3.1I/O地址分配、機(jī)型選擇及I/O端口接線(xiàn)圖為實(shí)現(xiàn)上述銑床的控制要求，現(xiàn)選擇三菱公司生產(chǎn)的FX2N－48MR型PLC，其I/O地址分配如附表所示。圖2是X62W銑床的PLC輸入輸出接線(xiàn)圖，需注意的是，圖中對(duì)輸入的常閉觸點(diǎn)進(jìn)行了處

5、理，即常閉按鈕改用常開(kāi)按鈕，熱繼電器的常閉觸點(diǎn)改用了常開(kāi)觸點(diǎn)。3.2PLC梯形圖圖3是X62W銑床的PLC梯形圖，其中，回路6控制主軸起動(dòng)和變速，回路7控制主軸制動(dòng)，回路11控制工作臺(tái)分別作縱向、橫向、垂直、變速等運(yùn)動(dòng)以及圓盤(pán)運(yùn)動(dòng)，回路8控制工作臺(tái)快速進(jìn)給。4PLC梯形圖控制分析4.1主軸控制電路分析(1)主軸電動(dòng)機(jī)起動(dòng)起動(dòng)前先合上電源開(kāi)關(guān)QF，再把主軸轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA3扳到所需的旋轉(zhuǎn)方向，然后按起動(dòng)按鈕SB1（或SB2)，X0（或X1)閉合，Y0得電，KM1工作，主軸電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。(2)主軸電動(dòng)機(jī)的停車(chē)制動(dòng)按主軸停止按鈕SB5（或SB6)，這時(shí)X4（或X5)常閉斷開(kāi)，M

6、5失電，Y0失電，KM1斷開(kāi)，主軸電動(dòng)機(jī)失電作慣性運(yùn)動(dòng)，接著X4（或X5)常開(kāi)閉合，Y3得電，電磁離合器YC1工作，對(duì)主軸進(jìn)行制動(dòng)，待主軸停車(chē)后，松開(kāi)SB5（或SB6)。(3)主軸換銑刀控制SA1是主軸換銑刀開(kāi)關(guān)，需換刀時(shí)，將SA1扳到“換刀”位置，這時(shí)X14常閉斷開(kāi)，使Y0失電，KM1斷開(kāi)，主軸電動(dòng)機(jī)失電作慣性運(yùn)動(dòng)，接著X14常開(kāi)閉合，Y3得電，電磁離合器YC1得電工作，對(duì)主軸進(jìn)行制動(dòng)，使機(jī)床無(wú)法運(yùn)行，保證了人身安全。(4)主軸變速?zèng)_動(dòng)控制主軸變速時(shí)的沖動(dòng)控制是利用變速手柄與沖動(dòng)行程開(kāi)關(guān)SQ1，通過(guò)機(jī)械上的聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，變速時(shí)，扳操縱手柄使SQ1動(dòng)作，這時(shí)X6

7、常閉斷開(kāi)（斷開(kāi)自鎖回路)，X6常開(kāi)閉合，使Y0得電，KM1工作，主軸電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制。4.2進(jìn)給控制電路分析轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA2是控制圓工作臺(tái)的，在不需要圓工作臺(tái)工作時(shí)，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA2扳到“斷開(kāi)”位置。此時(shí)，X15常閉閉合，常開(kāi)斷開(kāi)；當(dāng)需要圓工作臺(tái)工作時(shí)，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA2扳到“接通”位置，此時(shí)X15常閉斷開(kāi)，常開(kāi)閉合。(1)工作臺(tái)左（右)控制主軸電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，將操縱手柄向左（右)扳，其聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)壓動(dòng)位置開(kāi)關(guān)SQ5（SQ6)，使X12（X13)常閉斷開(kāi)（聯(lián)鎖保護(hù))，X12（X13)常開(kāi)閉合，Y1（Y2)得電，KM2（KM3)工作，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)正（反)轉(zhuǎn)，通過(guò)相應(yīng)傳動(dòng)裝置