利用PLC對組合機(jī)床進(jìn)行改造

吳海燕

（威海職業(yè)學(xué)院，山東 威海 264210）

組合機(jī)床原有的控制電路為繼電器、接觸器控制，其觸點多、線路復(fù)雜、故障率高。用PLC改造后，故障率大為降低，提高了利用率。

一、設(shè)計思路及實施

（1） 原有機(jī)床的加工工藝步驟保持不變。

（2） 原有的電氣系統(tǒng)的操作方式不變。

（3） 在改造過程中，機(jī)床原有的按鈕、行程開關(guān)、控制變壓器、交流接觸器及熱繼電器等繼續(xù)使用，總停按鈕SB6繼續(xù)使用常閉觸頭。

（4） 將原有的繼電器控制線路改為由PLC來實現(xiàn)，型號為FP1-C40。

組合機(jī)床有單機(jī)控制、雙機(jī)控制和多機(jī)控制。加工工位有四個：鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、裝卸工具。

這里只分析單機(jī)控制一道工序PLC控制的改造與調(diào)試過程。其工作過程如圖1所示。動力頭由原位快進(jìn)，當(dāng)鉆頭接近工件時由快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)，當(dāng)鉆孔達(dá)到要求深度時由工進(jìn)轉(zhuǎn)為快退，當(dāng)動力頭退回原位停止。

M1主軸電動機(jī)、M2液壓泵電動機(jī)、M3冷卻泵電動機(jī)分別由交流接觸器KM1、KM2、KM3控制。主電路電壓為380V，由電網(wǎng)提供；三臺電動機(jī)控制用的交流接觸器，繼續(xù)使用原來的，其控制電壓為220V，仍然用原有的控制變壓器提供；電磁閥的直流控制電壓為24V，由原來的整流電路提供，PLC中也有24V輸出，考慮到PLC的輸出功率，所以不采用。

主電路部分不做改動，控制電路原理由梯形圖體現(xiàn)，如圖2所示，控制電路接線如圖3所示。

圖1 機(jī)床結(jié)構(gòu)和加工示意圖

二、調(diào)試過程

1.主電路調(diào)試

原電路要求M1、M2電動機(jī)同時啟動工作。由復(fù)合開關(guān)SA3、SA4可控制M1與M2單獨啟動、停止 （機(jī)床調(diào)試用）；M3電動機(jī)在動力頭工進(jìn)時自動啟動，也可以由按鈕SB2單獨控制。

按動電動機(jī)啟動按鈕SB1輸入繼電器X11得電動作，輸出繼電器YB、YC得電動作，交流接觸器KM1、KM2得電動作，M1、M2電動機(jī)啟動。停止時，按動按鈕SB6，輸入繼電器X16斷電，輸出繼電器YB、YC斷電，KM1、KM2同時斷電，M1、M2電機(jī)停止。

2.液壓回轉(zhuǎn)工作臺調(diào)試

（1） 回轉(zhuǎn)工作臺轉(zhuǎn)位過程：回轉(zhuǎn)工作臺轉(zhuǎn)位過程為自鎖銷脫開及回轉(zhuǎn)臺抬起、回轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)及緩沖、回轉(zhuǎn)臺反靠、回轉(zhuǎn)臺夾緊。

（2） 調(diào)試過程：M1、M2電動啟動后，動力頭在原位，SQ1被壓合，輸入繼電器X1得電，按下回轉(zhuǎn)臺啟動按鈕SB3，輸入繼電器X13得電動作，輸出繼電器Y4得電動作，電磁鐵YA4得電動作（電磁鐵控制相應(yīng)的電磁閥動作，控制相應(yīng)油路的通、斷），自鎖銷脫開，回轉(zhuǎn)臺抬起。

圖2 梯形圖

回轉(zhuǎn)臺抬起后，壓動行程開關(guān)SQ5，輸入繼電器X5得電，輸出繼電器Y7得電動作，電磁鐵YA7通電、回轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)。

回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)到接近定位點時，壓合行程開關(guān)SQ6，輸入繼電器X6得電動作，輸出繼電器Y9得電動作，電磁鐵YA9通電動作、工作臺低速回轉(zhuǎn)（緩沖動作），回轉(zhuǎn)臺繼續(xù)低速回轉(zhuǎn)，SQ6復(fù)位，輸入繼電器X6斷電，使輸出繼電器Y7斷電、電磁鐵YA7斷電，同時輸出繼電器Y8得電、電磁鐵YA8通電動作，工作臺反靠。

回轉(zhuǎn)臺反向靠緊后壓合行程開關(guān)SQ7，輸入繼電器X7得電動作，輸出繼電器Y6得電，電磁閥YA6得電動作，將工作臺夾緊，同時頂起自鎖銷。回轉(zhuǎn)臺夾緊壓力達(dá)到一定值后，壓力繼電器SP1動作，輸入繼電器X0得電動作，輸出繼電器Y8、Y9同時斷電，電磁閥YA8、YA9斷電，同時輸出繼電器YA得電，電磁鐵YA10通電，使離合器脫開。

離合器脫開時壓合行程開關(guān)SQ8，輸入繼電器X8得電，輸出繼電器Y8得電，電磁鐵YA8得電，使活塞復(fù)位。

活塞復(fù)位后，壓動行程開關(guān)SQ9，輸入繼電器X9得電，以上所有繼電器均斷電，電磁鐵YA10斷電，離合器重新結(jié)合以備下次循環(huán)。

圖3 PLC輸入、輸出接線圖

3.動力頭的調(diào)試

（1） 動力頭的自動工作循環(huán)。動力頭的快進(jìn)、動力頭的工進(jìn)、延時停留、快速退回原位。

（2） 調(diào)試過程。當(dāng)回轉(zhuǎn)工作臺夾緊，液壓回轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)油缸活塞返回原位后，行程開關(guān)SQ9被壓合，輸入繼電器X9得電，輸出繼電器Y1、Y3同時得電，電磁鐵YA1、YA3也同時得電，動力頭快速前進(jìn)。

當(dāng)動力頭快進(jìn)壓動行程開關(guān)SQ3，輸入繼電器X3得電，輸出繼電器Y3斷電，電磁鐵YA3斷電，動力頭轉(zhuǎn)為工作進(jìn)給。

當(dāng)動力頭工進(jìn)到達(dá)終點時，壓動行程開關(guān)SQ4，輸入繼電器X4得電，輸出繼電器Y1斷電，電磁鐵YA1失電，動力頭停止前進(jìn)，同時時間繼電器得電，并延時停留。經(jīng)一定時間后，輸出繼電器Y2得電，電磁鐵YA2得電動作，控制油缸，使動力頭快速退回。

當(dāng)動力頭退回原位后，壓動行程開關(guān)SQ1，輸入繼電器X1得電，輸出繼電器Y2斷電，電磁鐵YA2斷電，動力頭停止。

動力頭退回原位后，壓動行程開關(guān)SQ1也為回轉(zhuǎn)工作臺的回轉(zhuǎn)進(jìn)入下一道工序做好準(zhǔn)備。