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基于PLC的组合机床控制技术.pdf

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基于PLC的组合机床控制技术.pdf

基于PLC的组合机床控制技术邓昌奇,张航茂名学院机电学院,广东茂名525000ModularMachineToolControlTechnologyBasedonPLCDENGChang2qi,ZHANGHangInstituteofMechanicalandElectricalEngineering,MaomingCollege,Maoming525000,China摘要应用PLC对继电器、接触器和电磁阀为主要器件组成的组合机床控制系统进行技术改造,详细地讨论了控制系统的功能以及软硬件的设计,实际使用表明系统获得了良好的控制效果。关键词PLC组合机床硬件软件中图分类号TP27文献标识码B文章编号10012225720080620073202收稿日期2008202218基金项目茂名学院自然科学基金项目203268AbstractPLCwasappliedtothoroughlyre2formtheoriginalmodularmachinewhichconsistsofrelays,contactorsandsolenoidvalves,anddis2cussesthefunctionofcontrolsystemandthede2signofhardwareandsoftwareindetail.Theem2ploymentinfactenunciationsystemacquiredthegoodcontrolresult.KeywordsPLCmodularmachinehardwaresoftware0引言组合机床是由一些通用部件及少量的专用部件组成的自动化程度较高的高效专用机床1。可多轴、多边、多工序和多面同时进行钻、扩、铰、镗、车、铣和磨等加工工作。其原有的控制系统采用继电2接触器与液压控制相结合的方法。该设备使用多年,电气元件及线路已老化严重,故障率很高,维修困难,影响了生产。为此,采用可编程控制器与液压相结合的方法对该设备进行了技术改造。1工作原理及技术要求本机床由主轴动力头、液压滑台和液压夹紧装置组成。主轴旋转、工件夹紧和滑台移动3种运动,除主轴旋转由主轴电机拖动外,其余均为液压传动2。系统共2台电机,且它们的起、停与系统无关。组合机床的控制要求如图1所示。图1组合机床功能机床具有半自动和调整2种工作方式,方式的选择由选择开关选择。半自动方式先操作夹紧按钮,工件夹紧后,压力继电器KP动作,滑台快进,快进中压下液压行程开关阀M时,自动转为工进M不发电气信号加工完成,滑台到终点压下形成开关SQ2,滑台退回原位,然后松开工作。调整工作方式由4只按钮实现滑台的快退、快进、夹紧及放松的单独点动控制。2系统的硬件控制系统采用可编程控制器。该设备有按钮6个,选择开关3个,形成开关2个,压力继电器1个,接触器1个,电磁阀4只及指示灯2个。考虑到以后扩展,故选用三菱公司生产的FX2N232MR型可编程控制器。它的输入为16点,输出为16点。PLC的I/O分配如表1所示。在液压站上油污多、铁屑多,经常发生短路事故,使电磁阀线圈烧坏,为避免发生事故,在改造中液压站上的接线端子由普通型换成带保险的接线端子,用来保护电磁阀线圈。37机械与电子20086表1PLC的I/O分配输入输出总停按钮SB1不进液压电动机接触器KM1不进电机启动按钮SB2pc主轴电动机接触器KM2pc滑台向前按钮SB3x00滑台向前电磁阀YV1y00滑台向后按钮SB4x01滑台向后电磁阀YV2y01工件夹紧按钮SB5x02工件夹紧电磁阀YV3y02工件放松按钮SB6x03工件放松电磁阀YV4y03液压电机旋钮SA1x04滑台原位信号灯HL1y04主轴电机旋钮SA2x05滑台终点信号灯HL2y05工作方式选择开关SA3x06滑台原位形成开关SQ1x07滑台终点形成开关SQ2x10夹紧压力继电KPx11PLC的输出电源由输出端子所接的电磁阀线圈的额定电压决定,由于本机床原先的电磁阀线圈是DC24V,为节约经费沿用原来的电磁阀,为保证机床系统可靠工作,所有感性负载要安装相应的灭弧器。交流接触器线圈采用单相RC灭弧器并接于接触器线圈两端,直流继电器线圈并接续流二极管,若果考虑到线圈产生的能量很大,可以在二极管上串联耗能电阻,使线圈中产生的能量在电阻内消耗掉。交流电机根据是单相还是三相选用单相和三相灭弧器,不能用分立的电阻、电容自制RC吸收电路,RC必须接到开关或接触器的负载端3。3系统软件系统开始运行时判断是半自动还是调整,是半自动时,首先程序顺序执行,在按下按钮SB5时,对状态器S21置1,S21为1时,对Y2置位夹紧工件电磁阀置位,使工件夹紧,压力到达设定值时,压力继电器输入信号X11到,状态器S21的1传给S22,使S22为1,同时S21变为0,S22为1输出给Y0滑台向前电磁阀YV1接通DC24V电源,使滑台快进,快进中压下液压行程开关阀M时,自动转为工进M不发电气信号加工完成。工进到达指定位时,压下形成开关SQ2,X10输入一个DC24V信号,S22的1传给S23,S23为1时,输出Y1为1,使电磁阀YV2接通DC24V使滑台快退。前面Y2是置位信号,因此工件夹紧信号一直保持,一直到状态器S24为1时,Y2才为0,工件夹紧信号才消失4。详细参见如图2所示的状态转换图和如图3所示的梯形图。图2状态转换图3梯形图4结束语该机床采用PLC改造后,已运行了2年多,在这2年多的运行时间里,控制系统的性能良好,运行稳定可靠。很好地保证了其加工精度,大大地提高了机床的可靠性,给设备维护带来了极大的便利,同时最大限度地降低了设备故障率,并使产品的质量和生产效率得到了较大的提高,完全满足了生产及批量生产的要求,对同类设备的技术改造提供了较大的参考价值。参考文献1FX2N系列微型可编程控制器使用手册Z.日本三菱电机株式会社,1999.2张利平.液压气动系统设计手册M.北京机械工业出版社,1997.3唐介.电工学M.北京高等教育出版社,2005.4FX220P2EProgammingPanelOperationManualZ.JAPANMITSUBISHIElectricCorporation,1992.作者简介邓昌奇1963,男,四川自贡人,硕士,副教授,研究方向为数控机床、机电一体化技术。47机械与电子20086

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