X62W型萬能銑床PLC控制系統設計

摘 要 本文介紹了X62W型萬能銑床的工作原理和PLC控制系統。在分析X62W型萬能銑床自動加工流程的基礎上，給出了PLC控制系統的硬件結構和軟件設計。提高了設備的自動化程度。取得了較好的使用效果。

關鍵詞 X62W型萬能銑床 可編程序控制器 控制系統

一、前言

X62W型萬能升降臺銑床，可用于平面、斜面和溝槽等加工，安裝分度頭后可銑 切直齒輪、螺旋面，使用圓工作臺可以銑切凸輪和弧形槽，是一種常用的通用機床。但在應用過程中其自動化程度不高，為此，我們采用PLC對其進行了改造，使之更適合于加工的需求。

二、機床的主要機構和運動形式

X62W型銑床的結構簡圖如圖1a所示，由床身1、懸梁2、刀桿支架3、工作臺5和升降臺6組成，刀桿支架3上安裝與主軸相連的刀桿及銑刀，以進去切削加工，順銑時刀具為一轉動方向，逆銑時為加一轉動方向；床身前面有垂直導軌，升降臺6帶動工作臺5可沿垂直導軌上下移動，完成垂直方向進給；升降臺6上的水平工作臺還可在左右（縱向）方向向上移動進給以及在橫向移動進給；回轉工作臺可單向轉動，驅動電動機經機械傳動鏈傳動，通過機械離合器在選定的進給方向盤驅動工作臺移動進給，進給運動的傳遞示意見圖1b。

圖1 銑床結構及運動簡圖

a）銑床結構簡圖 b）運動傳傳遞簡圖

1、床身，2、懸梁，3、刀桿支架，4、工作臺，6、升降臺

三、電力拖動和控制要求

原機床采用的是常規的繼電器—接觸器控制臺控制電路。機床的主軸運動和工作臺進給運動分別由單獨的電動機拖動，并有不同的控制要求。

1、主軸電動機M1（功率 為7.5KW），空載時直接啟動，為滿足順銑和逆銑工作方式的要求，能夠正轉和反轉。

2、工作臺進給電動機M2，直接啟動，為滿足縱向、橫向、垂直方向的往返運動，要求電動機能正反轉，為提高生產率，要求空行程時可快速移動，從設備使用安全考慮，各進給運動之間必須聯鎖。

3、電動機M3拖動冷卻油泵，在銑削時提供切削液。

4、主軸與工作臺的變速由機械變速系統完成，變速過程中，當選定嚙合的齒輪沒能進入正常嚙合時，要求電動機能點動至合適的位置，保證能正常嚙合。

加工零件時，為保證設備安全，要求主軸電動機起動以后，工作臺電動方能動工作。

四、PLC控制硬件結構

由于X62W型萬能銑床采用繼電器設計，整套控制部分為完成控制要求，各控制部件間要進行復雜的聯鎖或互鎖，所以線路接點多，控制聯線多。由于普通繼電器損壞頻率高，且生產條件惡劣等原因，給銑床的使用和維修帶來許多不便。為了提高生產效率，尤其是減少維修工作量，采用工業可編程控制器（PLC）對該設備進行改造。收到了明顯的使用效果。

1、硬件配置

我們根據實際情況，在機床的改造過程中，基本上保留原有的操作方式不變，將原有控制線路取消，用一套PLC控制系統取代，PLC控制系統我們采用的是三菱公司FX2N—32—001作為控制器，它輸入點數為16點，輸出點數為16點。FX2N是FX系列中功能最強、速度最高的微型 可編程序控制器。它的基本指令執行時高達0.08€%es每條指令，用戶存儲器容量可擴展到16K步，各點狀態均有指示燈顯示，便于用戶不帶負載調試程序。單片機具有片內ROM256B、RAM8KB，定時/計數器3個，并行I/O接口4個，5個中斷源。用戶程序容量32KB。滿足機床7點輸出，15點輸入的要求。PLC的供電電源為220V，由～38V/～220V的隔離變壓器提供，這樣可以減少電網波動或噪聲對PLC的干擾。進入PLC的輸入、輸出地址如圖2。

圖2 輸入輸出地址分配圖

2、系統的軟件設計

我們根據X62W型萬能銑床原電器器線路原理，設計了PLC的控制系統。由于該控制系統采用“自動”、“手動”二種控制方式，選用模塊化程序結構，因而具有結構簡單清楚，編寫方便等優點。系統的程序總體結構框圖如圖3所示。

銑床的自動控制功能子程序是整個控制軟件中較為復雜的一部分，也是整個程序設計的重點，圖4給出了自動功能子程序流程圖。程序開始后首先判斷工件是否夾緊定位，夾緊定位準確后，移動工作臺至刀具位置，由光電檢測觸頭和行程開關控制工作臺的移動方向和位置。工作臺到位，同時進行零件加工參數的設置和檢測。準備狀態完成，啟動油泵，然后進行銑削加工。

參考文獻：

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（作者單位：湖南科技經貿職業技術學院）