PLC在气门杆无心外圆磨床自动化改造中的应用.pdf

G皂动图3改造后磨床结构示意图动上料装置，必须有三种控制模式：手动调试模式用于手动测试各执行机构能否单独正常工作，能否正确地完成工件的传送过程，保证工件准确地放置到相应位置；为了满足工件小量生产或是样板工件的加工要求，保留了半自动加工模式，这是极少使用的模式；全自动加工模式是关键所在，是正常生产与工件加工质量和数量的根本保证，是机器长期工作的模式。(2)改装后磨床电气控制分为两大部分。第一大部分是砂轮转动控制系统。采用三菱MRJ2S一200A伺服放大器和HCSFS203伺服电机，使用速度控制模式工作，用电位器调整砂轮转速。它是独立系统与PLC控制无关。第二部分是自动上料装置的控制，其控制构成的方式是：以PLC为控制中心，以电磁阀的控制线圈为PLC的输出执行元件，再由电磁阀控制气缸和油缸为最终执行元件，以及控制CL电机的正、反转继电器和灯光报警器等形成了整个按PLC程序去执行相应动作的机构系统，以达到生产控制要求，并最终完成生产任务。(3)改造后的无心外圆磨床的工作过程如图4所示操作员把工件放满导A槽在自动模式下按启动按钮÷料架检测有无工件f工件无÷报警÷操作员放入件后，自动转到进料工步L工件有÷进科÷工件固定lPA夹持工件向下转÷工件转移到cL转臂并进行固定2÷cL夹持工件X00YO0X0lY01X02Y02X03YO3X04Y04_丘盈一X05Y05X06Y06_丘一。一X07Y07Xl0YlO譬XlIY1。一Xl2Y12=X13Yl3X14-_Yj4：Xl5Yl5XI6YI6舀一ZZ-ZXl70Yl7_6仝：X20CoM0仝：X2lCOMloX220OM2仝：X23COM!仝：X24COM4仝：X25CQMX26仝：X27C0MNL图5PLCIO接线图进科电磁闽阀定1电磁阀PA下电磁阀PA上电磁阀固定2电磁阉j|料电磁阉cL电机正转转臂进CL电机反转转臂退无#灯光报管加工工件计数无工件加工超时报警螺杆加油滑扳加油LB进刀电磁阀V32PLC控制系统的输入输出分配本系统选用FX1N一40MR可编程控制器IO接线图fCL在前端放下工件÷CL退回原点等待下一周期夹持工件在中问位cL夹持工件再进LL8进丹州B退刀÷捧科捧料确认并返回原点等待下一周期二二二工二二如图5。其中SB1是自动和半自动加工时的启动按钮，也是测量位暂停工件经测量合格后再次启动工作的启动按钮。SB2是自动和半自动加工时的停止按钮工件处于加工过程中按下该按钮后机器则必须完成本次加工Pl公用程序L垂固X0。一1卜_复位自动年u半自动程序lXI，一1卜_复位半自动程序I私鼻C囹JP0翥辨_1ll磊由社圈xo=l生效_1生I囝-1二圈嚣口卫X0=l手动模式生效图6自动半自动手动的程序结构图后才能停止。X5X15是手动调试开关，X16一X27是分布机器各检测位置的传感器，Y1一Y6及Y15Y17接电磁阀料架S1X2启动X26有料进料Is2ol,(Y1xl6队罄TIK10-<)l缩回压杆，05sK5后PA转臂下行。iPA气缸伸出K5翳cL进l；：卜_。9cL进4-X21cL在中间CL中间X24出料确认YI2报警确认M40是X4测量开关及X2启动开关控制M2排料确认PA上l：卜。_(!)PA气缸缩回网-4-X16PAM0到原点lS1RSTcL再进I!卜_·cL进4-X22cL前端的线圈YA1一YA9，均使用220V交流电，Y10、Y11、Y13接220V的继电器，Y12、Y14接220V的红色、黄色灯光报警器。33PLC控制程序设计程序设计的关键在于自动半自动手动的程序结构设计。全自动控制的顺序功能图设计、半自动顺序功能图设计详见图6、图7_3。但由于全自动控制程序必要的互锁和运动机构执行的先后顺序锁定比较复杂，在编程时，除了考虑顺序功能图中的注解事项外还要解决以下的问题。(1)每次模式转换都要对用到的状态继电器S、计数器C复位。(2)在半自动和全自动加工模式时，必须让SB1按下一次启动程序后就立即无效，只有停止按钮SB2和模式转换按钮SA1才能解除。(3)只有在CL转臂在原点和固定2气缸缩回后，PA转臂才能夹着工件向下转，把工件转送给CL转臂。(4)CL转臂在A位夹取工件后则顺时针转动，若是CL前端K3LB进刀1一f丽进刀缩嗍刀由刀c腿s原点x。c原点排料巨S1,2TT)KI排料l卜T_(手数(传感器常闭接法)l、j，J一十FIL警：蓄M一50：I图il。510RI圃：图7自动半自动顺序功能图(下转第109页)F经验4结束语单一的切断接地故障保护保护措施因保护电器产品的质量、电器参数的选择和使用中的变化及施工质量、维护管理水平等原因，其动作并非完全可靠，且保护电器尚不能防止由建筑外进入的故障电压的危害，因此还应采取等电位联结措施，以降低人体受到电击时的接触电压，提高电气安全水平。参考文献：1GB5005495低压配电设计规范S2DIMT6211997交流电气装置的接地S3GB1405093系统接地的型式及安全技术要求s41GB5006292第四章电力变压器的保护电力装置的继电保护和自动装置设计规范fS15中国航空规3t,J设计研究院工业与民用配电设计手册(第三版)M北京：中国电力出版社，20056GB1395592漏电保护器安装和运行S7施耐德电气低压产品用户手册Z1998作者简介：龚新根，男，1983年生，江西人，大学本科。研究领域：机电工程、电气电力工程、机电工程管理。(编辑：王智圣)、_-、l、!_l、兰、l、-、!、!(上接第43页)第一个工件则直接送到C位磨削加工，从第二个工件开始。则会停留在B位，等待LB磨削前一个工件完成并在排料和出料都已确认后，再从B位转到C位，在C位放下工件后回到A位取件，如此不断循环。而CL转臂从B位向C位转动第一个工件用CO常闭直接转移，从第二个开始则要满足以下条件：无料报警不动作；在LB退刀到位后，排料杆弹出并得到确认；工件被弹出并碰到出料确认板，从而实现出料确认；测量暂停连续工作选择开关SA2要在连续工作位。四个条件都确认后CL转臂则夹着工件从B向C运动并在C处放下工件，然后返回A位装夹工件。另外，测量暂停连续工作选择开关SA2的作用是：磨削一定数量的工件后。则需要抽查工件的加工尺寸是否合格，因此，在当SA2打到测量暂停位时，CL转臂停在B位，可对上一次加工的工件进行测量，调整好进给压轮后，把SA2打到连续工作位，再按下启动按钮SB1，则CL转臂带着工件从B向C运动并在C处放下工件，然后返回A位装夹工件。由于以上几个条件确认的时间不可能也不应该同时发生，所以必须设计转换电路将已产生过的条件记忆，等待所有条件满足后则转步。(5)在CL转臂带着工件从B向C运动并在C处放下工件。然后返回A位装夹工件的过程中。LB进刀则在CL转臂离开C位返回A位的中途经过B位时启动。这是LB进刀必须满足的条件为的是防止LB进给压轮压到CL转臂上而发生安全事故。(6)排料时间不能太短也不能太长，时间太短，则排料动作不充分，使工件弹出不到位，不能完成出料确认；时间太长，则排料针未复位CL已拿着工件到达造成工件放不下去。另外，顺序功能图中的时间继电器T的设定值和各报警的设定也很关键，由于篇幅所限，这里不作说明，具体程序略。4结束语磨床加装自动上料装置后投入运行已给生产带来了巨大变化，不但使单机日产量数倍提高，同时大幅减小了机器操作员人数，由原来的一人一机的操作模式变为一人四机的监控模式，操作者只需完成加料、测量、进刀调节等机器报警提示的间歇性任务大大地降低了操作者的劳动强度，彻底消除安全生产隐患。该装置具有调试简单、操作方便、使用安全、运行可靠、效率高、故障率低、工件加工效果好等特点，同时由于软硬件均采用合理化结构和布局，方便了技术员的安装、调试和维修，为工厂带来了良好的经济效益，也为同类型设备的自动化改造提供范例。参考文献：1三菱电机FX1S，FX1N，FX2N，FX2NC编程手册Z20022三菱电机FX1N系列微型可编程控制器使用手册(硬件篇)Z20003中华人民共和国国家标准电气制图M北京：中国标准出版社19874廖常初PLC基础及应用【M北京：机械工业出版社，2003第一作者简介：梁沃军，男，1968年生，广东花都人，大学本科，工程师。研究领域：电气自动化和数控维修。已发表论文3篇。(编辑：吴智恒)