基于PLC的組合機床控制系統設計

圖1 動力頭的工作循環圖

　 由圖1和表1可知，組合機床為自動循環狀態時，按下啟動按鈕后，左、右動力頭電動機m1、m2同時旋轉，按下“快進”按鈕，電磁閥yv1、yv3通電，左、右動力頭快速進給并離開原位，行程開關sq1、sq2、sq5、sq6先復位，行程sq3、sq4后復位。當sq3、sq4復位后，在動力頭進給過程中，靠各自行程閥自動變快進為工進，同時壓下行程開關sq，冷卻泵電動機m3工作，供給冷卻液。當左動力頭加工完畢，將壓下sq7并頂在死擋鐵上，其油路油壓升高使kp1動作，當右動力頭加工完畢，將壓下sq8并使kp2動作，yv2、yv4將通電，同時yv1、yv3也將失電，左、右動力頭將快退。當左動力頭使sq復位后，冷卻泵電動機將停轉。左右動力頭快退至原位時，先壓下sq3、sq4，再壓下sq1、sq2、sq5、sq6，使動力頭電動機m1、m2斷電，同時yv2、yv4斷電，動力頭停止，機床循環結束。加工過程中，可隨時使左、右動力頭快退至原位停止。

3 plc控制系統的硬件設計

　雙面單工位液壓傳動組合機床的控制系統首先應滿足上述工作循環的基本要求，再根據工作循環及控制需要的行程開關數目，加之按鈕、壓力繼電器、熱繼電器觸點所需的工作點數來選擇可編程控制器，plc輸入輸出接線圖如圖2所示。

圖2 雙面單工位組合機床plc輸入/輸出接線圖

　 該plc有21個輸入信號（4個按鈕、9個行程開關、3個熱繼電器動斷觸點、2個壓力繼電器觸點、3個轉換開關），則需占用21個輸入點。在實際應用中，為節省plc的點數，可適當改變輸人信號接線，如將sq8與kp2串聯后作為plc的一個輸入信號，就能減少一個輸入點。這時plc的輸入點數由21點減少至13點，這樣可以降低設備的成本，然而由于有些接點采用了串、并聯的形式輸入，可能降低輸入器件的可靠性和整個控制系統的可靠性。

　可編程控制器輸出控制對象主要是控制電路中的執行器件，如接觸器、電磁閥等。雙面單工位液壓傳動組合機床中的執行器件有交流接觸器km1、km2、km3，電磁閥yv1、yv2、yv3、yv4，需占用7個輸出點。依據它們的工作電壓，可設計出plc的輸出口接線圖，由于接觸器與電磁閥線圈所加電壓的種類與高低不一樣，故必須占用plc的兩組輸出通道，并選擇繼電器輸出型的plc。通過對機床plc控制系統輸入、輸出電路的綜合分析，選用日本三菱fx2n?32mr可編程控制器實施該機床的控制，可基本滿足上述整體要求。

4 plc控制系統的程序設計

　 plc控制程序采用梯型圖編程完成，根據控制要求，設計出雙面單工位液壓傳動組合機床循環工作的plc控制梯形圖如圖3所示。圖中當組合機床處于自動循環位置時，x013、x014為接通狀態，按下啟動按鈕sb2，y000、y001接通，km1、km2線圈通電并自鎖，左、右動力頭電動機啟動旋轉。按下按鈕sb3，y004、y006接通，yv1、yv3通電，左、右動力頭快速進給并離開原位。在動力頭進給過程中，靠各自行程閥自動變快進為工進，同時壓下sq，y002接通，km3線圈通電，冷卻泵電動機m3啟動。左動力頭加工完畢時壓下sq7并頂在死擋鐵上，油壓升高使kp1動作，y005接通；右動力頭加工完時壓下sq8并使kp2動作，y007接通，yv2、yv4將通電，同時yv1、yv3也將失電，左、右動力頭將快退。當左動力頭使sq復位后，y002斷電，km3將失電，冷卻泵電動機將停轉。左右動力頭快退至原位時，壓下各行程開關，使y000、y001斷電，km1、km2線圈失電，使m1、m2停轉，同時yv2、yv4斷電，動力頭停止，機床循環結束。若按下sb4，x003接通，可隨時使左、右動力頭快退至原位停止。另外，機床還設計了過載和短路保護。

圖3 組合機床plc控制梯型圖

5 結束語

　 把plc技術應用于雙面單工位液壓傳動組合機床，可以充分發揮plc可靠性高、調試方便和使用靈活等優點。進而大大縮短產品的開發周期，降低設計成本，提高了成功率和產品的可靠性，生產效率增加。