PLC在双面钻孔机床中的应用.doc

PLC在双面钻孔机床中的应用 周斐 摘 要：本文针对双面钻孔机床的结构及运动部件进行设备概况调查，详细分析了其拖动与控制要求，在对PLC控制系统与传统继电器控制系统的性能比较的基础上，设计并编制梯形图程序。关键词：PLC； 机床；控制可编程控制器（PLC）是在继电器控制和计算机控制的基础上开发的产品，逐渐发展成以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动控制装置。利用PLC代替传统的继电器对机床进行控制，可靠性高，维护量小，是机床控制技术的必然发展趋势。双面钻孔机床的结构及运动双面钻孔组合机床用于在工件两相对表面上钻孔，如下图。机床由动力滑台提供进给运动，电动机拖动主轴箱的刀具主轴提供切削主运动。两液压动力滑台对面布置，安装在标准侧底座上，刀具电动机固定在滑台上，中间底座上装有工件定位夹紧装置。工作时，工件装入夹具，按动启动按钮SB6，开始工件的定位和夹紧，然后两面的动力滑台同时进行快速进给，工作进给和快速退回的加工循环，同时刀具电动机也启动工作，冷却泵在工进过程中提供切削液，加工循环结束后，动力滑台退回到原位，夹具松开并拔出定位销，一次加工的工作循环结束。机床的拖动及控制要求机床的动力滑台和工件的定位夹紧装置均由液压系统驱动，定位夹紧装置的动作由定位销液压缸和夹紧液压缸完成，三位四通电磁换向阀控制液压缸活塞运动方向的切换。电磁阀线圈YV5-1、YV5-2控制定位销液压缸活塞运动方向，YV1-1与YV1-2控制夹紧液压缸活塞运动方向，YV2-1、YV2-2、YV4-1，为左滑台油路中电磁换向阀线圈，YV3-1YV3-2YV4-2为右机滑台油路中电磁换向阀线圈，YV2-1、YV4-1得电时左滑台快进，YV2-1得电时左滑台工进，YV3-1、YV4-2得电时右滑台快进，YV3-1得电时右滑台工进，YV2-2、YV3-2分别控制左右滑台的快退。M1为液压泵的驱动电动机，液压泵电动机M1首先直接起动，使系统正常供油后，其它电动机的控制电路以及液压系统的控制电路方可通电工作。M2为左机的刀具电动机，M3为右机的刀具电动机，刀具电动机在滑台进给循环开始时即起动，滑台退回原位后停机。刀具电动机M2与M3在加工自动循环过程中，由中间继电器及行程开关控制起停，在调整时，由按钮SB3、SB4手动控制起停，通过选择开关SA1与SA2将刀具电动机从工作循环中摘除，以便于运动部分分别调整。M4为冷却泵电动机，冷却泵电动机可由手动控制起停，也可机动控制在滑台工作进给时，自动起动供液和工作进给结束时停止供液。冷却泵电动机有两种工作方式：一是通过开关SA4手动控制；一是通过工进工作状态中间继电器的触点机动控制，选择开关SA3可将冷却泵电动机从工作循环中摘除。SB1为总停按钮，SB2为油泵电机的起动按钮，选择开关SA5与SA6可将左机滑台和右机滑台从整机循环中摘除，从而实现单机自动循环，左机与右机滑台的选择开关SA7与SA8选择滑台的工作方式是：选择手动时，可通过点动按钮SB8与SB10分别向前点动滑台；选择自动工作方式时，可通过复位钮SB9与SB11分别使滑台退回原位。PLC控制系统设计该机床的控制是典型的顺序控制，非常适宜用可编程控制器进行控制，采用可编程控制器构成控制系统，可以减小电气控制设备体积，使其工作更加可靠，同时其控制要求易于修改，日常工作中维护量减小，其优点是显而易见的。本系统采用日本松下FP1系列可编程控制器。FP1型PLC属小型机，但是它有丰富的指令系统，CPU的处理速度为1.6ms/千步，具有结构紧凑、硬件配置全、软件功能强等特点，而且它的功能甚至能与大型机媲美，性能价格比较高，适合中小控制系统。整机起动预置条件：SA1SA3闭合，SA7SA8选自动方式SQ1、SQ5、SQ8、SQ9被压下，定位夹紧在原位。（I/O）分配表 （工艺流程图）按SB2按SB6SQ2被压下SP ONSQ3被压下SQ6被压下SQ4被压下SQ7被压下SQ5被压下SQ8被压下左机右机SQ9被压下SQ1被压下油泵电动机启动工作定位工作夹紧滑台快进工进快退滑台快进工进快退松开工件拔定位销一次循环结束预置条件元件名称输入点元件名称输入点元件名称输出点SB1X0SA3X12KM1Y0SB2X1SA4X13KM2Y1SB3X2SA5X14KM3Y2SB4X3SA6X15KM4Y3SB5X4SA7自动X16YV1-1Y4SB6X5SA8自动X17YV1-2Y5SB7X6SQ1X18YV2-1Y6SB8X7SQ2X19YV2-2Y7SB9X8SQ3X1AYV4-1Y8SB10X9SQ4X1BYV3-1Y9SB11XASQ5X1CYV3-2YAFR1XBSQ6X1DYV6-1YBFR2XCSQ7X1EYV5-1YCFR3XDSQ8X1FYV5-2YDFR4XESQ9X20SPXFSA7手动X21SA1X10SA8手动X22SA2X11（接线图）SB1SB11FR1FR4SPSA1SA8SQ1SQ9DV24VKM1KM4YV1-1YV1-2YV2-1YV2-2YV4-1YV3-1YV3-2YV6-1YV5-1YV5-2电源PLC结语PLC控制技术是现代工业控制的热门话题，其应用已在工业控制领域中占主导地位，尤其值得一提的是，PLC的应用在机械行业十分重要，可以说PLC是实现机电液一体化的重要工具，也是机械工业进步的强大支柱。采用本设计方案后，省去了原系统中的中间继电器，整个系统接线简单，缩小了占地体积，同时提高了控制的可靠性和控制精度，减少了日常维护量。（作者单位：平顶山工业职业技术学院）摘 要： 本文针对双面钻孔机床的结构及运动部件进行设备概况调查，详细分析了其拖动与控制要求，在对 PLC控制系统与传统继电器控制系统进行性能比较的基础上，设计并编制梯形图程序。 可编程控制器（PLC）是在继电器控制和计算机控制的基础上开发的产品，逐渐发展成以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动控制装置。利用PLC代替传统的继电器对机床进行控制，可靠性高，维护量小，是机床控制技术的必然发展趋势。 双面钻孔机床的结构及运动 双面钻孔组合机床用于在工件两相对表面上钻孔。如下图。机床由动力滑台提供进给运动，电动机拖动主轴箱的刀具主轴提供切削主运动。两液压动力滑台对面布置，安装在标准侧底座上，刀具电动机固定在滑台上，中间底座上装有工件定位夹紧装置。工作时，工件装入夹具，按动启动按钮SB6，开始工件的定位和夹紧，然后两面的动力滑台同时进行快速进给、工作进给和快速退回的加工循环。同时，刀具电动机也启动工作，冷却泵在工进过程中提供切削液，加工循环结束后，动力滑台退回到原位，夹具松开并拔出定位销，一次加工的工作循环结束。 机床的拖动及控制要求 机床的动力滑台和工件的定位夹紧装置均由液压系统驱动，定位夹紧装置的动作由定位销液压缸和夹紧液压缸完成，三位四通电磁换向阀控制液压缸活塞运动方向的切换。电磁阀线圈YV5-1、YV5-2控制定位销液压缸活塞运动方向，YV1-1与YV1-2控制夹紧液压缸活塞运动方向，YV2-1、YV2-2、YV4-1，为左滑台油路中电磁换向阀线圈，YV3-1、YV3-2、YV4-2为右机滑台油路中电磁换向阀线圈，YV2-1、YV4-1得电时左滑台快进，YV2-1得电时左滑台工进，YV3-1、YV4-2得电时右滑台快进，YV3-1得电时右滑台工进，YV2-2、YV3-2分别控制左右滑台的快退。 M1为液压泵的驱动电动机，液压泵电动机M1首先直接起动，使系统正常供油后，其他电动机的控制电路以及液压系统的控制电路方可通电工作。 M2为左机的刀具电动机，M3为右机的刀具电动机，刀具电动机在滑台进给循环开始时即起动，滑台退回原位后停机。 刀具电动机M2与M3在加工自动循环过程中，由中间继电器及行程开关控制起停，在调整时，由按钮SB3、SB4手动控制起停，通过选择开关SA1与SA2将刀具电动机从工作循环中摘除，以便于运动部分分别调整。 M4为冷却泵电动机，冷却泵电动机可由手动控制起停，也可机动控制在滑台工作进给时，自动起动供液和工作进给结束时停止供液。冷却泵电动机有两种工作方式：一是通过开关SA4手动控制；一是通过工进工作状态中间继电器的触点机动控制。选择开关SA3可将冷却泵电动机从工作循环中摘除。 SB1为总停按钮，SB2为油泵电机的起动按钮。选择开关SA5与SA6可将左机滑台和右机滑台从整机循环中摘除，从而实现单机自动循环。左机与右机滑台的选择开关SA7与SA8选择滑台的工作方式是：选择手动时，可通过点动按钮SB8与SB10分别向前点动滑台；选择自动工作方式时，可通过复位钮SB9与SB11分别使滑台退回原位。 PLC控制系统设计 该机床的控制是典型的顺序控制，非常适宜用可编程控制器进行控制，采用可编程控制器构成控制系统，可以减小电气控制设备体积，使其工作更加可靠，同时其控制要求易于修改，日常工作中维护量小，其优点是显而易见的。 本系统采用日本松下FP1系列可编程控制器。FP1型PLC属小型机，但是它有丰富的指令系统，CPU的处理速度为1.6ms/千步，具有结构紧凑、硬件配置全、软件功能强等特点，而且它的功能甚至能与大型机媲美，性能价格比较高，适合中小控制系统。 整机起动预置条件：SA1SA3闭合，S