PLC在半精鏜床專用機(jī)床控制中的應(yīng)用

半精鏜專用鏜床是應(yīng)用于加工汽車連桿的專用設(shè)備，汽車連桿是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要組成部件，它直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)及汽車的性能指標(biāo)。如果機(jī)床電控系統(tǒng)采用繼電接觸器控制，由于使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，導(dǎo)致設(shè)備的響應(yīng)速度慢、可靠性差、故障率高、接線復(fù)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。可編程序控制器具有通用性好、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比高等特點(diǎn)，運(yùn)用其控制邏輯的軟件設(shè)計(jì)功能可在很大程度上改善機(jī)床電控系統(tǒng)的柔性；同時(shí)，其可靠性得到明顯增強(qiáng)，具有很好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

2 半精鏜專用機(jī)床的組成及加工工藝過程

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

（1）在機(jī)床的初始狀態(tài)（左／右滑臺(tái)停在原位、左／右主軸停轉(zhuǎn)）時(shí)，同時(shí)裝卡兩個(gè)工件，人工認(rèn)銷后，啟動(dòng)機(jī)床并開始夾緊兩工件。

（2）當(dāng)工件夾緊到位，且壓力繼電器動(dòng)作時(shí)，開始自動(dòng)拔銷。

（3）拔銷完畢，右動(dòng)力頭在右滑臺(tái)的帶動(dòng)下快速前進(jìn)（下稱快進(jìn)），同時(shí)右主軸啟動(dòng)。

（4）當(dāng)右滑塊快進(jìn)到位時(shí)，壓迫液壓行程調(diào)速閥，自動(dòng)轉(zhuǎn)為工進(jìn)速度，開始對(duì)工件右面的兩個(gè)大孔和兩個(gè)小孔進(jìn)行加工。工進(jìn)速度行進(jìn)到終點(diǎn),4孔同時(shí)倒角。

（5）倒角延時(shí)完畢，右滑臺(tái)快退回原位自停，同時(shí)右主軸停轉(zhuǎn)。

（6）左動(dòng)力頭在左滑臺(tái)的帶動(dòng)下快進(jìn)，同時(shí)左主軸啟動(dòng)。

（7）當(dāng)左滑臺(tái)快進(jìn)到位時(shí)，壓迫液壓行程調(diào)速閥，自動(dòng)轉(zhuǎn)為工進(jìn)速度，開始對(duì)工件左面的兩個(gè)大孔和兩個(gè)小孔進(jìn)行加工。工進(jìn)速度行進(jìn)到終點(diǎn)，4孔同時(shí)倒角。

（8）撞死鐵且保壓達(dá)到壓力后，左滑臺(tái)快退回原位自停，同時(shí)左主軸停轉(zhuǎn)。（9）接著進(jìn)行自動(dòng)插銷的操作，當(dāng)插銷到位時(shí)自動(dòng)開始放松工件。

（10）工件放松到位時(shí)，人工取下工件，一次加工過程結(jié)束。此時(shí)，機(jī)床處于初始狀態(tài)。欲進(jìn)行下一次加工，要重復(fù)上述過程。自動(dòng)加工工藝過程可用圖1的流程圖表示。

3 設(shè)備的控制要求

（1）該機(jī)床按要求設(shè)有手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制方式。加工工件是在自動(dòng)方式下進(jìn)行的，兩個(gè)動(dòng)力頭位置的調(diào)整、插銷／拔銷等操作，有時(shí)需用手動(dòng)方式。

（2）機(jī)床必須處于初始狀態(tài)時(shí)，自動(dòng)方式才可以啟動(dòng)。所以，設(shè)置機(jī)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(dòng)自動(dòng)運(yùn)行方式時(shí)，必須同時(shí)按住兩個(gè)按鈕才能啟動(dòng)，在手動(dòng)夾緊工作時(shí)，也需同時(shí)按住兩個(gè)按鈕才有效。

（4）在自動(dòng)運(yùn)行過程中，若誤按其他按鈕時(shí)不應(yīng)影響程序的正常執(zhí)行。

（5）啟動(dòng)自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，處于插銷狀態(tài)下不能啟動(dòng)右滑臺(tái)前進(jìn)，必須在拔銷后才能啟動(dòng)。

（6）當(dāng)自動(dòng)方式結(jié)束一個(gè)循環(huán)且對(duì)兩件連桿加工完后，機(jī)床應(yīng)處于初始狀態(tài)。

4 PLC的I/O分配

半精鏜專用機(jī)床選用PLC的機(jī)型是FP1系列40點(diǎn)主控單元，該機(jī)24個(gè)輸人點(diǎn)，16個(gè)輸出點(diǎn)。具體I/O分配如表1所示。

5 各工步時(shí)電磁閥的狀態(tài)

各工步時(shí)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(diǎn)動(dòng)作，當(dāng)放松工件時(shí)，觸點(diǎn)復(fù)位。SP1：右工進(jìn)達(dá)到一定壓力時(shí)其觸點(diǎn)動(dòng)作，右快退時(shí)觸點(diǎn)復(fù)位。SP2：左工進(jìn)達(dá)到一定壓力時(shí)其觸點(diǎn)動(dòng)作，左快退時(shí)觸點(diǎn)復(fù)位復(fù)位。

7 半精鏜專用機(jī)床PLC控制程序

圖2是半精鏜專用機(jī)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(duì)此控制程序現(xiàn)作幾點(diǎn)說明：

（1）機(jī)床的自動(dòng)運(yùn)行方式必須在初始狀態(tài)下才能啟動(dòng)，機(jī)床在原位時(shí)，右滑臺(tái)原限位開關(guān)ST4、左滑臺(tái)原限位開關(guān)ST6、插銷到位限位開關(guān)ST7、工件放松到位限位開關(guān)ST8被壓，X112, X14X15,X16開接點(diǎn)接通，R3線圈接通，原位指示燈亮。這時(shí)把方式選擇開關(guān)打到自動(dòng)擋，XO常開點(diǎn)接通，R4內(nèi)部繼電器線圈接通，R4的常開接點(diǎn)閉合，為下一步夾緊作好準(zhǔn)備。（2）夾緊夾緊是整個(gè)加工過程的第一步，如確定機(jī)床在原位，把選擇開關(guān)撥到自動(dòng)檔，按下自動(dòng)方式啟動(dòng)按鈕SB7,SB8,X7,X8的常開接點(diǎn)閉合，Y7、Y9,YB線圈接通，驅(qū)動(dòng)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(guān)撥到手動(dòng)，按下手動(dòng)夾緊工件操作按鈕SB1、手動(dòng)夾緊工件操作按鈕SB2，即可實(shí)現(xiàn)工件夾緊的手動(dòng)操作。

（3）拔銷夾緊之后要拔銷才能進(jìn)行加工。在自動(dòng)方式下，R4常開接點(diǎn)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(jìn)行加工之前，R2內(nèi)部繼電器的常閉點(diǎn)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(guān)STl動(dòng)作，XB、XF常開點(diǎn)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(guān)ST7動(dòng)作，X10常閉點(diǎn)斷開，拔銷完成。加工前的準(zhǔn)備工作就完成了。

（4）拔銷到位后，插銷到位限位開關(guān)ST7動(dòng)作，X10常開點(diǎn)閉合，快進(jìn)YVl線圈接通，右滑臺(tái)快進(jìn)，接著主軸啟動(dòng)。

（5）為防止左右滑臺(tái)不能同時(shí)快進(jìn)，在左滑臺(tái)快進(jìn)邏輯行串人X12的常開點(diǎn)，只有右滑臺(tái)在原位位時(shí)，限位開關(guān)ST4才動(dòng)作，X12的常開點(diǎn)才能閉合，左滑臺(tái)才能快進(jìn)。

8 半精鏜專用機(jī)床電控系統(tǒng)安裝時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)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(dǎo)線截面應(yīng)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(dòng)力線路不能位于同一線槽或電線管內(nèi)，三相動(dòng)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(dòng)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(dāng)空隙，以便散熱，并且在配電箱上安裝風(fēng)扇降熱。

9 結(jié)語(yǔ)

采用PLC對(duì)專用鏜床進(jìn)行電氣控制是一種行之有效的技術(shù)進(jìn)步手段。實(shí)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(jī)床的加工精度，與此同時(shí)，在一定程度上降低了設(shè)備能耗。在實(shí)際使用中，效果良好