PLC在CA6140車床改造中的應用

摘 要：傳統車床的主軸電機常采用機械齒輪箱進行有級調速，采用機械換向機構實現正反轉控制。從CA6140型車床對控制系統的要求出發，用PLC、變頻器對系統進行改進，給出了一個更為高效節能、安全可靠、操作便捷的改進方案。

關鍵詞：可編程控制器；變頻器；車床

CA6140型車床適用范圍廣泛的金屬切削機床，能夠車削外圓、內圓、螺紋、螺桿等，在東北老重工業基地保有量較大，為能適應新形勢企業生產需要，提高企業設備利用率，提高產品質量，采用PLC與變頻器控制相結合的技術改造其電氣控制系統，提高了機床的可靠性和效率。

CA6140型車床運動形式和電氣控制系統的要求

CA6140型普通車床主要由床身、主軸箱、進給箱、溜板箱、刀架、絲杠、光杠、尾座等部分組成。

主軸電動機M1為7.5KW籠型異步電動機，采用全壓啟動方式，由接觸器KM的三個常開主觸點控制，有過載保護。完成主軸主運動和刀具縱橫向進給運動的驅動，其正反轉采用機械換向機構。調速由車床主軸箱通過齒輪變速箱完成。

冷卻泵電動機M2為90W籠型異步電動機，車削加工時拖動冷卻泵，輸出冷卻液對刀具和加工工件表面進行冷卻。冷卻泵電動機只需單向旋轉，功率較小采用全壓啟動方式，有過載保護，但與主軸電動機之間有一定的順序控制要求，即冷卻泵電動機應在主軸電動機運行后方可啟動，當主軸電動機停車時，冷卻泵電動機應立即停車，由繼電器KA1常開主觸頭控制。

快速移動電動機M3為250W異步電動機用來拖動溜板箱的快速移動，采用點動控制，而刀架移動方向（前、后、左、右）的改變，由進給操作手柄配合機械裝置實現。由繼電器KA2常開主觸頭控制。

系統配備一定的照明電路、信號指示電路及必要的保護環節。

變頻器控制主軸電動機的設計

PLC對于控制電路部分的改造

機床行業中PLC的應用以小型為主，日系PLC在小型PLC領域占有很大優勢。這里根據CA6140型車床的控制要求，選用三菱FX2N-32MR型PLC。

傳統功能控制電路的PLC改造

PLC、變頻器技術結合的改進方案

在PLC端口配置中加入旋轉編碼器等傳感器對主軸電機轉速等參數進行監控與數據采集。速度信號可通過PLC高速計數器輸入接口（如X0），送入PLC。根據加工需要進行參數計算，編制PLC程序。PLC輸出端口應有與變頻器正轉、反轉啟動，多段速端口連接的配置，程序流程如PLC程序流程圖。

4 結束語

采用PLC 技術和變頻器技術對CA6140型車床進行改造，克服原機床機械傳動和繼電器控制的弊端，提高了車床的控制精度和可靠性，給系統維護和靈活改變控制程序帶來很大好處。目前，國內產品日趨成熟，使用國產PLC和變頻器可進一步降低成本，促進機床制造全面實現國產化。

參考文獻

[1]張文蔚.研究方向為電氣自動化.

[2]付家才.電氣控制工程實踐技術.